Question

venom

この問題の3.4を教えて下さい💦

第3問

溶液中の一部の成分は通すが, 他の成分は通さない膜を半透膜という。半透膜を利
用して, 分子量を求めることができる。以下の文を読んで, (1①・(②)に答えよ。ただ
し, 水銀の密度を 13.6 g/cm', 1 cmHgニ1.33X10? Pa とする

半透諾を介して濃度が異なる 2 つの溶液が接しているとき, 濃度が低い溶液側から
濃度が高い溶液側に溶媒分子が半透有を通過して拡散する。この現象を浸透といい,
浸透してくる溶媒をくいとめるために濃度の高い溶液に余分に加える圧力を浸透圧と
いう。 希藻溶液では浸透圧は溶液の絶対温度に| 1 |し, 溶液中の溶質(分子やイオン)
のモル濃度に| 2 る。300 Kにおいて溶質のモル濃度が 1.00X10? mol/L の水深
液が示す浸透圧は 2.49X10? Pa である。断面積が 1.0 cm*である左右対称の U 字管の
中央に半透肛を置き, 左側には非電解質である物質 A 0.10 g を溶解した水溶液 10 mL
を入れ, 右側には水 10 mL を入れた。この半透険を水分子は通過できるが, 物質Aは
通過できない。1.00x10?Pa, 300K       『状態に達したとき, 図のように左右の溢面
差は 2.72 cm になった。この液面差に相当する圧力が浸透圧であり, Pa 単位で表すと

3 | Pa である。この結果より, 物質 A の分子量は| 4 |と求められる。

| 1 | |

物質Aの沙営液

 

 

Q①) 文中の| 1 |・| 2 に当てはまる語句を次から選べ。

① 比例         ② 反比例

 

 

 

 

(2②) 文中の|_3       4 に適切な数値を次の①て⑥の中から選べ。ただし, 水の蒸
発は無格できるものと し, 物質Aの水溶液と水の宿度をいずれも 1.0 g/cm'?として
計算せよ。

① 1.6x10*    @ 2.7x10*     ⑧③ 4.8x10*
④ 5.4x10    ⑧ 8.2x10'     ⑥ 9.4x10

化学 浸透圧

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

terry0828

まずは液面差の生じている溶液柱が水銀柱だった場合、どれぐらいの高さに換算されるのかを計算します。
圧力の単位はPa以外にg/cm^2という表記もあります。この単位から
密度(g/cm^3)*高さ(cm)=圧力(g/cm^2)…①
という式が成り立ちます。
ここで溶液柱を水銀柱に換算した時の水銀柱の高さをxcmとすると式①から
1.0(g/cm^3)*2.72(cm)=13.6(g/cm^3)*x(cm)
よってx=0.200[cm]と求まります。
次にこれを圧力に変換します。0.200cmの水銀柱に相当する圧力をyPaとおきます。
1cmHg=1.33*10^3Paなので
1:1.33*10^3=0.200:y
よってy=2.66*10^2[Pa]となります。(3番は②)
次に浸透圧について考えます。結果から言うと、浸透圧は先程求めた溶液柱の圧力2.66*10^2Paと等しくなります。
ここで注意しないといけないのは、問題文に書いてある2.49*10^3Paという値は使うことはできません。何故なら今は浸透圧の平衡時について考えているため、Aの溶液内に水が侵入して体積が変化しているためです。
そのためまずはAの溶液にいくら水が侵入したのかを求めます。
ここでもう1つ気をつけてないといけないのは、液面差が2.72cmの時は溶液側の液面が1.36cm上がり、水側の液面が1.36cm下がっているということです。なので流入した水の量はU字管の断面積が1.0cm^2なので
1.36*1.0=1.36[cm^3]となります。(2.72cm^3ではない)
つまり水は1.36mL入ったことになります。
よって浸透圧Πはnを物質量、wを質量、Mを分子量とすると
Π=nRT/V
=wRT/MV
=0.10*(8.3*10^3)*300/M*(11.36/1000)
=2.66*10^2
よってM≒8.24*10^4[g/mol]と求まります。(4番は⑤)