Question

みみ

問7についてなのですが、グルコースの濃度が0.0015mol/lになる理由とグルコースのモル濃度が異なるのに最終的な液面の高さが同じになる理由を教えて頂きたいです。よろしくお願いいたします。

第3問
次の文を読み, 問 1~7に答えよ。 必要のある場合には次の数値を用いよ。
Na=23
原子量: H=1.0
C=12
N=14
0=16
S=32
【実験】
Ca=40
Cl=35.5
気体定数R=8.3×10° Pa・L/(K・mol)
水は通すが、溶質は通さない半透膜を用いた。 図のA側には 0.001mol/L グル
コース水溶液をB側には純水を等量ずつ入れた。 最初, 液面の高さは等しかったが,
そのまま放置したところ(a)の液面は下がり、(b)の液面は上がり、最
終的な液面の高さの差はん」 になった。
アボガドロ定数: 6.02×1023/mol
1atm=1.0×10 Pa=1.0×10N/m2, 重力加速度g=9.8m/s', 1N=1kg×1m/g2
体内の細胞外液と細胞内液の浸透圧は等しく保たれている。 もし、細胞内液の浸透圧が細胞
外液に比べて非常に高ければ, 細胞は破裂するであろう。 一般に,溶液と溶媒が半透膜で隔離
呼ばれ, 血液と浸透圧が等しく注射液として用いられる。 生理食塩水以外に 0.31mol/L グル
されていれば, 溶媒は平衡状態に達するまで溶液側に流入する。 0.9% 食塩水は生理食塩水と
図のように左右の内径が等しいU字管に半透膜を固定し, 浸透圧について調べてみた。 用
コース水溶液なども注射液として用いられる。
いた塩類は水溶液中では完全に電離しているものとみなしてよい。 また, 水の蒸発は無視でき
るものとする。 実験は25℃で行った。
【実験Ⅱ】 実験と同じ半透膜を用いて, A側には 0.0005 mol/L NaCl水溶液をB側に
0.001mol/L グルコース水溶液を等量ずつ入れてそのまま放置したところ、両側の
液面の高さに差は生じなかった。
【実験】 タンパク質のような分子量の大きい粒子は通さず,グルコースなどの小さい粒子は
通す半透膜に交換した。 A側に 0.002mol/L グルコース水溶液を入れた。 また, B
には 0.002mol/L グルコース水溶液と 0.002mol/L タンパク質水溶液の等量混合液
を入れてA側と液面の高さが等しくなるようにした。 しばらくそのまま放置すると,
(c)側の液面は下がり(d 側の液面は上がり、最終的な液面の高さの差は
【実験】と同じになった。
問1
空欄 ad を埋めるものとして, 正しい組み合わせを ①~④の中から一つ選べ。
a b
C
d
①
A
B
A
B
0.002
0.002
②
0-
B
A
A
B
し
③
A
B
B
A
P:CRT
=0.001×83×10×298
④ B
A B A
B
A
D
半透膜
図 浸透圧の実験
問2
下線部(イ)の溶液の浸透圧を求めよ。 有効数字3桁で示せ。
問3 実験で, 液面が移動しないようにするにはどうしたらよいか。 問2の結果を用いて,
説明せよ。
問4 グルコース水溶液の密度を1.0g/cm として, h1 を求めよ。 有効数字2桁で示せ。ただ
し、液面の移動による濃度変化は無視せよ。
問5 下線部(ロ)の理由を説明せよ。
問 60.9% 食塩水の浸透圧をPaの単位で求めよ。 有効数字2桁で示せ。
問7 下線部(ハ)の状態では, グルコースの濃度はどのようになったと考えられるか。 説明せよ。
NaCl 1000mすると
194
PV=
hR
T
間6
1000x
09
700
5805
-X 15 may 2 x RX 298
R 298
V
P
=0.31×83×10×298
0.31X XML =
P:ehg
0:31×83×10×298=Moxx 98.
9.8
1.0'x
-6-

問 1
(2
問2 2.47 × 103 Pa
問3 A側の液面に大気圧より 2.47 × 103 Pa 大きい圧力をかける。
問4 25cm
問5
0.0005 mol/LのNaCl 水溶液の溶質粒子の濃度は0.0005×2=0.001mol/Lであり, グルコース(非
電解質) 水溶液の濃度と等しいから。
問6 7.7 × 10Pa (7.6 × 105Pa)
問7 A側とB側の濃度差も実験 【1】 と同じであり,これはタンパク質によるので,グルコースの濃
度は両側とも 0.0015 mol/L である。
【解説】
07.0
07.0
101×0.3
(a)
問2 π=CRT=0.001×8.3×103 × 298=2.473×10' (Pa)
問4
重力加速度が9.8m/s2ということは,1kgの物体に働く力が9.8Nということだから」 [cm]の液
柱による圧力は,次のようになる (s は断面積 〔cm²))
hs×1.0×10-3x9.8
[N/m2]=98h[Pa]
h₁ = 25.2 cm
3×10-4
よって, 98h=2.47×10
問6 0.31×83×103 x 298 = 7.66×10' (Pa)
0.31mol/Lのグルコース水溶液も生理食塩水と同様に注射液になるということから,この濃度を用い
て計算する。 0.9% 食塩水の密度が近似的に純水と同じとして計算すると, 7.61 × 10Pa となる(これ
も正解とする)。
問7 半透膜を通過する物質が共存しても濃度差があれば浸透圧は生じるはずなので, 液面差がん なら,
これはタンパク質による濃度差が原因で, グルコース濃度は等しいといえる。 最終的なタンパク質
濃度は 0.001mol/Lではないが, 実験Ⅰのグルコースの最終濃度と同じである。