溶液の性質(知識)の問題
希薄溶液の性質に関する記述として正しいものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。ただし、溶質はいずれも不揮発性であるとする。
- ア 溶液の蒸気圧は、同じ温度における純溶媒の蒸気圧よりも高くなる。
- イ 同じ質量モル濃度のグルコース水溶液と塩化ナトリウム水溶液では、グルコース水溶液のほうが凝固点降下度が大きい。
- ウ 液体を冷却していくと、凝固点より低い温度になっても凝固せずに液体のまま存在することがあり、この状態を過冷却という。
- エ 溶液と純溶媒を半透膜で仕切ると、溶質の粒子が半透膜を通って純溶媒側へ移動する。
- オ 溶液を冷却して凝固させるとき、凝固が始まってから溶媒がすべて凝固するまでの間、温度は一定に保たれる。
この問題で使うもの
- 蒸気圧降下と沸点上昇(説明と入口の問題)
- 凝固点降下と冷却曲線・過冷却(説明と入口の問題)
- 半透膜と浸透圧(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(31 技能)
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
蒸気圧降下・凝固点降下・浸透圧・冷却曲線について、それぞれ教科書の基本事項を思い出そう。
ヒント 2
凝固点降下度は「溶質粒子」の質量モル濃度に比例し、半透膜は溶媒分子だけを通す。また、溶液は凝固が進むと濃度が大きくなる。
ヒント 3
ア・イ・エには「高い・低い」「どちらが大きい」「何が移動する」の部分に誤りがある。残る 2 つのうち、純溶媒と溶液の冷却曲線の違いを考えよう。
答えと解説
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ウ
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解説を読む
- ア 誤り。不揮発性の溶質を溶かすと、溶液の蒸気圧は純溶媒の蒸気圧よりも低くなる(蒸気圧降下)。このため沸点上昇が起こる。
- イ 誤り。凝固点降下度は溶質粒子の質量モル濃度に比例する。塩化ナトリウムは水中で と電離して粒子の数がおよそ 倍になるので、凝固点降下度が大きいのは塩化ナトリウム水溶液のほうである。グルコースは非電解質で電離しない。
- ウ 正しい。液体を冷却すると、凝固点を下回っても液体のままでいることがあり、これを過冷却という。凝固が始まると凝固熱が放出されるため、温度は凝固点付近まで上がる。
- エ 誤り。半透膜は溶媒分子は通すが溶質の粒子は通さない。移動するのは溶媒分子で、純溶媒側から溶液側へ移動する(浸透)。この浸透を止めるために溶液側に加える圧力が浸透圧である。
- オ 誤り。これは純溶媒の場合である。溶液では、凝固によって溶媒だけが固体になるため、残った溶液の濃度がしだいに大きくなり、凝固点降下度も大きくなる。そのため、凝固が進む間、温度はしだいに下がっていく。
よって、正しいものはウである。
別解
ア: 不揮発性溶質を溶かすと蒸気圧降下が起こり、溶液の蒸気圧は純溶媒より低くなる。誤り。イ: NaCl は電離して粒子数が約 2 倍になるので、同じ質量モル濃度なら NaCl 水溶液のほうが凝固点降下度が大きい。誤り。ウ: 凝固点より低い温度でも凝固しない状態を過冷却という。正しい。エ: 半透膜は溶媒分子だけを通し、溶質粒子は通さない(溶媒が溶液側へ移動する)。誤り。オ: 溶液では凝固が進むと溶液の濃度が増し、凝固点降下が大きくなるので温度は下がり続け、一定にならない(一定なのは純溶媒の場合)。誤り。よって正しいのはウ。