Question

受験生

化学 浸透圧の問題です

解説を読んでなんとなく理解できたのですが、
画像に赤線を引っ張っているところが分かりません

問題が長くて申し訳ないのですが、どなたか教えてくださると助かります🙇🏻‍♀️

コロイド溶液を全て入れ, もう片側に 100 mLの水を入れた。温度 27℃, 圧力 1.01×10® Pa
ド溶液が生成する。この微粒子の直径は, 約(36) m程度であり,このような大きさの粒子を
水酸化鉄(I)の。コロイド溶液に二本の電極を浸し,直流電圧をかけると水酸化鉄(II)
塩化鉄(1III) 水溶液を沸騰した水に加えると,水酸化鉄(III)の微粒子が分散したコロイ
、コロイド粒子が不規則に動いている様子が観察できる。
の条件下で長時間経過後に平衡状態に達した後, 6.0cmの液面の高さの違いが生じた。
子以外のイオンや分子を完全に除去するまで透析し, 100 mLの精製コロイド溶液が得られ
問5 問4と同様の操作を繰り返し, セロハン膜の袋の内側のコロイド溶液に含まれるコロイド粒
3. 次の文章を読み, 問に答えなさい。
コロイド粒子と呼ぶ。
粒子を限外顕微鏡により観察すると,
ア
のコロイド粒子は
の親和性が低いため, イ
にイオンを含む水溶液を加えると沈殿が生成する。
コロイドと呼ばれる。
この水酸化鉄(III)のコロイド溶液
aini lom)
問1
36に入る適切な値を下記から選び, その番号をマークシートにマークしなさい。
1 10-17~1015
2 10-13~10-11
3 10-9~10-7
4 10-5~10-3
問2
ア
イ
に入る適切な語を解答用紙に書きなさい。
間3 下線部の, ③, ④および⑤の現象を表す適切な語を解答用紙に書きなさい。
問4 下線部Oの反応で, 2.0mol/Lの塩化鉄(II) 水溶液 5.0mLを沸騰した水に加えたところ。
生成したコロイド溶液の全量は 80 mLだった。これを全てセロハン膜の袋に入れ, 100 mL
の水に浸して透析した。長時間経過し平衡状態に達した後,セロハン膜の内側のコロイド
溶液は90 mL, セロハン膜の外側の水溶液は 90 mLだった。このとき, セロハン膜の袋の
外側の水溶液を中和させるのに必要な水酸化ナトリウムの物質量は (37). (38)」×10-
molである。(37)
(39)」に入る適切な数字をマークシートにマークしなさい。ただし、
(37)」に入る数値は0ではない。なお,塩化鉄(II) は全て水酸化鉄(III)のコロイト
粒子となるものとする。
のときのコロイド溶液中のコロイド粒子の数は(40). (41)|×10
(42)(43)
個である。また,

が示す圧力を1.0×10' Pa, コロイド溶液および水の密度をともに1.0g/cm° とする。
水酸化鉄(III)のコロイド溶液のコロイド粒子1つあたりには, 平均(44). (45) | ×10(46)
2020年度 化学 31
慶鹿義整大一薬
クしなさい。ただし,|(40)
す圧力を 1.0×10° Pa, コロイド溶液および水の密度をともに 1.0g/cm° とする。
(46)|に入る適切な数字をマークシートにマー
(44)|に入る数値は0ではない。なお, 高さ 1.0mの水柱
人
|1 6.0 cm
M, N, O8
コロイド
水
た。
溶液
合
セロハン膜
図1
反 )
合)
合
間6 下線部6で加えるイオンのうち,最も少ない物質量で沈殿が生成するイオンを下記から
1つ選び,その番号をマークシートの (47)|にマークしなさい。
色
合する
4 CI
1 Ca+
2 Na+ so-
3 SO-

が生じているため,浸透比は0.0×10°Pa である。U字管の断面積が1.0
2020年度化学く解答)
43
慶魔義数大一薬
象である。
分解
象である。
ト間4. この反応の化学反応式は
FeCls + 3H:0→ Fe(OH)。+3HCI
塩化鉄(I)の物質量は,2.0×
5.0
=0.010 [mol) なので, 水酸化鉄(I)
1000
の物質量は0.010mol, 塩酸の物質量は0.030mol である。セロハン膜内
の塩酸はセロハン膜を自由に通過できる。平衡状態になった後の塩酸の物
暗量は、セロハン膜内もセロハン膜外も0.015mol となる。よって, セロ
ハン膜外の塩酸を中和させる水酸化ナトリウムの物質量も0.015mol とな
る。
>間5.高さ1.0mの水柱が示す圧力を1.0×10'Pa としてあるので,
1.0cmの水柱が示す圧力は1.0×10°Pa である。また, 6.0cm の液面差
cm?であり,水は 3.0mL 移動しているので,コロイド溶液の体積は
100+3.0mLである。よって,
コロイド粒子の物質量をn [mol) とおくと,
ファントホッフの法則より
CHO 6.0×10°×
-=n×8.31×10°×300
1000
103
206
x8,001
[mol)
n=
8.31×10°
よって,コロイド粒子の個数は
81
206
を発生8.31×10°
-×6.02×10%=1.49×109=1.5×10'9個
また,コロイド粒子1つに含まれる水酸化鉄 (Ⅲ)の個数は
206
0.010-
4.03×10°=4.0×10°個
8.31×10°
ト問6.正のコロイドなので, 陰イオンで価数が大きいイオンが最も少な
い物質量で沈殿する。
端水 こ
(感合計)
ホ山大

化学 浸透圧

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

よて

問4 溶媒に溶けた物質は濃度を均一にしようと広がっていきます。塩酸(コロイド溶液中では水素イオンと塩化物イオンとして存在)はセロハン膜を通り抜けることができるので、内側と外側の濃度を同じにしようとセロハン膜外側まで広がり、結果、セロハン膜内側の濃度と外側の濃度が同じになります。

問5(44)(45)(46) アボガドロ定数をNとして考えてみます。
塩化鉄(III)の物質量は 0.010 [mol] だったので、全体として鉄(III)イオンは0.010 × N [個] あると考えられます。
対して、コロイド粒子は 206/8.31×10^6 × N [個] だと(40)(41)(42)(43)で求めています。
コロイド粒子1個あたりの鉄(III)イオンの数を求めるので
(0.010×N)/(206/8.31×10^6 ×N) = 0.010 / (206/8.31×10^6)
という式が立つかと思います。
解説文では、「コロイド粒子1つに含まれる水酸化鉄(III)の個数」となっていますが、 (Fe3+) + 3(OH-) → Fe(OH)3 なので、水酸化鉄(III)の個数と鉄(III)イオンの個数は同じであり、「コロイド粒子1つに含まれる鉄(III)イオンの個数」と読むこともできるかと思います。

(実際に実験すると、セロハン膜を通過してしまう鉄(III)イオンも存在するかと思いますが、その量としてはわずかなので小さな誤差程度にしかならないと思われます。。)

受験生

わかりやすいです✨ありがとうございます！