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) のコロイド溶液ができる。この液には、コロイド粒子のほかに、反応で生じた水素イオン や塩化物イオン が含まれている。
この液をセロハンの袋に入れて口を閉じ、純水の入ったビーカーの中にしばらく浸しておいた。すると、 や のような小さなイオンはセロハンの膜を通ってビーカーの水の中へ出ていったが、水酸化鉄(III) のコロイド粒子は袋の中に残った。
このように、セロハンのような半透膜を用いて、コロイド溶液から小さな分子やイオンを取り除き、コロイドを精製する操作を何というか。漢字 2 文字で答えよ。
この問題で使うもの
- チンダル現象・ブラウン運動・透析(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(34 技能)
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一覧で見る(前提が先)
- 水溶液の性質と再結晶
- 原子・分子と化学式
- 原子の構造と同位体
- 電子配置と価電子
- 共有結合と配位結合
- 周期表と周期律
- イオン化エネルギー・電子親和力・電気陰性度
- 分子の形と極性
- イオンと電離・電解質
- イオン結合と金属結合
- 溶解のしくみ(水和)と極性による溶けやすさ
- コロイドの分類
- 原子量・分子量・式量
- 物質量と質量・粒子の数
- モル濃度
- 実験器具の使い方と安全
- 状態変化と粒子・融点・沸点・蒸留
- 熱運動と絶対温度
- 熱の移動と熱平衡
- 熱容量と比熱
- 状態変化と融解熱・蒸発熱
- 分子間力と沸点
- 結晶の種類と性質
- 三態の変化と粒子間の力
- ボイル・シャルルの法則と理想気体
- 気体分子運動論
- 熱運動と分子の速さの分布
- 気液平衡と蒸気圧
- 沸騰と外圧
- 質量パーセント濃度
- 質量モル濃度
- 蒸気圧降下と沸点上昇
- 半透膜と浸透圧
- チンダル現象・ブラウン運動・透析
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
コロイドの性質のうち、「チンダル現象・ブラウン運動・透析」のどれにあたるかを考えます。
ヒント 2
セロハンは半透膜で、小さなイオンや分子は通しますが、コロイド粒子は通しません。この性質を利用して不要なイオンを取り除いています。
ヒント 3
光の散乱(チンダル現象)や粒子の不規則な運動(ブラウン運動)は「現象」であり、ここで問われているのは不純物を取り除く「操作」の名前です。病院で血液をきれいにする治療の名前にも使われています。
答えと解説
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透析
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解説を読む
使う知識は「透析」です。
1. セロハンは半透膜の一種で、水分子や小さなイオン(、 など)は通すが、直径およそ 〜 のコロイド粒子は大きすぎて通さない。
2. そのため、コロイド溶液をセロハンの袋に入れて純水に浸すと、小さなイオンだけが袋の外へ出ていき、コロイド粒子は袋の中に残る。
3. このように半透膜を用いてコロイド溶液から小さな分子やイオンを取り除き、コロイドを精製する操作を透析という。腎臓のはたらきが弱った人の血液から老廃物を取り除く人工透析も、この原理を利用している。
似た用語との違い:
- チンダル現象: コロイド溶液に横から強い光を当てると、コロイド粒子が光を散乱して光の通路が明るく見える現象。物質を取り除く操作ではない。
- ブラウン運動: 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、コロイド粒子が不規則に動く現象。
- ろ過: ろ紙を用いて固体と液体を分ける操作。コロイド粒子はろ紙を通り抜けるので、ろ過ではコロイド粒子と小さなイオンを分けられない。
よって、答えは 透析 である。
別解
セロハンなどの半透膜を用いて、コロイド溶液から小さな分子やイオンを取り除きコロイドを精製する操作を透析という。コロイド粒子は膜を通れないが、 や は膜を通って外の水に出ていく。漢字 2 文字の用語は「透析」。