溶液の性質（知識）の問題
沸騰している水に塩化鉄(III)水溶液を少しずつ加えると、赤褐色の水酸化鉄(III)のコロイド溶液が得られる。このコロイド粒子は正の電荷を帯びた疎水コロイドである。コロイドの性質について述べた次の文のうち、正しいものを、次のア〜カからすべて選べ。
- ア コロイド溶液を限外顕微鏡で観察すると光る粒子が不規則に動いて見えるが、これはコロイド粒子自身の熱運動だけによるもので、分散媒の分子とは関係がない。
- イ 水酸化鉄(III)のコロイド溶液に 2 本の電極を入れて直流電圧をかけると、コロイド粒子は陰極側へ移動する。
- ウ 水酸化鉄(III)のコロイドを凝析させるとき、同じ物質量濃度の水溶液で比べると、硫酸ナトリウム水溶液のほうが塩化ナトリウム水溶液より少ない量で凝析が起こる。
- エ ゼラチンの水溶液に少量の電解質を加えると、ただちに沈殿が生じる。
- オ セロハン膜の袋にコロイド溶液を入れて純水に浸しておくと、小さな分子やイオンは膜を通って外へ出るが、コロイド粒子は袋の中に残る。
- カ コロイド溶液に横から強い光を当てると光の通路が明るく見えるのは、コロイド粒子が光を吸収するためである。
この問題で使うもの
- 電気泳動・凝析・塩析と保護コロイド（説明と入口の問題）
- チンダル現象・ブラウン運動・透析（説明と入口の問題）
- コロイドの分類（説明と入口の問題）
この問題を解けるようになるまで（35 技能）
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- 半透膜と浸透圧
- チンダル現象・ブラウン運動・透析
ヒント
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ヒント 1
チンダル現象・ブラウン運動・透析・電気泳動・凝析・塩析が、それぞれどのような原因で起こるかを確認しよう。
ヒント 2
水酸化鉄(III)のコロイドは正に帯電した疎水コロイド、ゼラチンは親水コロイドである。凝析ではコロイド粒子と反対符号のイオンの価数が大きいほど効果が大きい。
ヒント 3
ブラウン運動は分散媒の分子の衝突、チンダル現象は光の散乱によることを思い出すと、アとカの正誤がわかる。
答えと解説
答えを見る
イ, ウ, オ
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解説を読む
正しいもの: イ、ウ、オ
- ア 誤り。限外顕微鏡で見えるコロイド粒子の不規則な運動はブラウン運動で、熱運動している分散媒の分子がコロイド粒子に不規則に衝突するために起こる。分散媒の分子と関係がないというのは誤り。
- イ 正しい。コロイド粒子は電荷を帯びているので、直流電圧をかけると反対の符号の電極へ移動する（電気泳動）。水酸化鉄(III)のコロイド粒子は正に帯電しているので、陰極側へ移動する。
- ウ 正しい。疎水コロイドに少量の電解質を加えると、粒子の電荷が打ち消されて粒子どうしが集まり沈殿する（凝析）。凝析には、コロイド粒子と反対の符号の電荷をもつイオンの価数が大きいほど効果が大きい。正に帯電した水酸化鉄(III)のコロイドでは陰イオンがはたらき、2 価の は 1 価の より少量で凝析を起こす。
- エ 誤り。ゼラチンは親水コロイドで、粒子のまわりに多くの水分子が水和しているため、少量の電解質では沈殿しない。多量の電解質を加えたときにはじめて沈殿する（塩析）。
- オ 正しい。コロイド粒子はセロハン膜（半透膜）を通れないが、小さな分子やイオンは通れる。この性質を利用してコロイド溶液を精製する操作を透析という。
- カ 誤り。光の通路が明るく見えるチンダル現象は、コロイド粒子が光を散乱するために起こる。吸収ではない。
別解
ア：誤り。限外顕微鏡で見える不規則な動き（ブラウン運動）は、熱運動する分散媒の分子がコロイド粒子に不規則に衝突することで起こる。
イ：正しい。粒子は正に帯電しているので、電気泳動で陰極側へ移動する。
ウ：正しい。正コロイドの凝析には、粒子と反対符号の陰イオンの価数が大きいほど有効である（SO4^2- は Cl^- より有効）。したがって、同じ物質量濃度なら硫酸ナトリウムのほうが少量で凝析する。
エ：誤り。ゼラチンは親水コロイドで、少量の電解質では沈殿しない（沈殿させるには多量の電解質を加える塩析が必要）。
オ：正しい。これは透析で、小さな分子やイオンは半透膜を通るが、コロイド粒子は通れない。
カ：誤り。光の通路が見えるのはチンダル現象で、コロイド粒子が光を散乱するためであり、吸収ではない。
よって正しいものはイ、ウ、オ。