2017/12/17/Sun

受験化学

溶液とその性質

1.溶解の仕組み
溶解は、溶媒と溶質間の結合力が溶質どうしの結合力より大きいと起こる。
一般に電解質と極性分子は極性溶媒に、無極性分子は無極性溶媒に溶けやすい。

2.溶解度と溶解度曲線
溶解度とは溶媒100gに対し解ける溶質の質量gで表される値。
水和物の場合は無水物の質量で表される。
溶解度曲線は温度と溶解度の関係をプロットしたもの。
再結晶とは温度による溶解度の違いを利用して個体溶質を析出する手法。
結晶が析出したときの上澄み液は飽和溶液で、溶解度をSとしたとき以下の式が成り立つ。
溶質/溶媒=S/100, 溶質/溶液=S/(100+S)

3.気体の溶解度(ヘンリーの法則)
液体へ解ける気体の物質量はその圧力に比例するが、体積は一定。(大気圧下では比例)

4.濃度
質量%濃度(g/溶媒100g)、モル濃度(mol/溶液L)、質量モル濃度(mol/溶媒kg)

5.溶液の蒸気圧と沸点・凝固点
不揮発性の物質を溶かした溶液は純溶媒より沸点が上昇、凝固点降下
物質量に比例。比例定数をモル凝固点降下・モル沸点上昇と呼ぶ。
電解質は電離後の粒子数。

6.浸透圧
溶質のみ通過する浸透膜において溶媒分子が膜に与える圧力
ΠV=nRT

7.コロイド溶液とその性質
直径10^-7~10^-5cmで原子10^3~10^9個に相当
チンダル現象、ブラウン現象、電気泳動

8.親水コロイドと疎水コロイド
凝析⇒疎水コロイド表面と反対符号の電解質が付着し沈殿。少量の電解質
塩析⇒親水コロイド表面の水分子を電解質が取り囲み沈殿。大量の電解質
透析⇒セロファン袋にコロイドと普通溶媒の溶液を入れ流水にさらすとコロイドのみ残る。

保護コロイドとは疎水コロイドの溶解度を上げるために加える親水コロイドを指す。にかわなど。
コロイド溶液で流動性のあるものをゾル、加熱や冷却で固まったものをゾルという。
シリカゲルや活性炭の消臭・脱臭効果は物質表面の弱い結合力による吸着作用による。

 

72.<物質の溶解性>
極性溶媒と無極性性溶媒への溶解性を問う問題

ショ糖C12H22O11とBa(OH)2⇒極性分子と電解質は極性溶媒である水に溶けやすい。
ナフタレンC10H8とI2⇒無極性分子は無極性溶媒であるナフタレンに溶けやすい。
C2H5OH⇒疎水性であるエチル基と、親水性であるヒドロキシ基を持つため両方に溶けやすい。

セルロース(C6H10O5)nは高分子であるためどちらにも解けない。
BaSO4はイオン結合が強く電離しないためどちらにも解けない。

73<物質の溶解性>
再結晶についての問題

KNO3は80℃で溶解度170,20℃で溶解度30である。
80℃のKNO3飽和溶液1000gを20℃まで冷却した際の析出量をwとすると
w/1000=(170-30)/(170+100) ⇔ w≒520g

74<溶解度と濃度>
再結晶についての問題。
溶液の重さ(g)とモル濃度(mol/溶液L)、水溶液の密度(g/ml)と溶質の重さ(g)からモル濃度を求める。
また、溶解度(g/溶媒g)と結晶析出量から蒸発した溶媒の重さを求める。

75<水和物の溶解度>
水和物の溶解度(g/溶液g)は(無水物の重さ)/(溶媒の重さ+水和水の重さ)であることに注意。

76<気体の溶解度>
溶液単位体積当たりに溶解する気体の重さ(物質量)は分圧に比例する。

77<混合気体の溶解度>
ヘンリーの法則⇒ある分圧下で溶液1Lあたりに溶ける気体の体積は、その分圧下で観察する限り圧力の値に限らず一定である。

78<濃度>
溶質(水和物)と溶媒の質量(g)、水溶液の密度(g/ml)から質量%濃度(g/溶液g)、モル濃度(mol/溶液L)、質量モル濃度(mol/溶媒Kg)を求める。

*質量%濃度⇒"溶液"g当たりの溶質質量g
溶解度⇒"溶媒"g当たりの溶質質量g

79<溶液の濃度と調整>
密度(g/溶液ml)と質量%濃度(g/溶液g)からモル濃度(mol/溶液L)を導く。
質量モル濃度(mol/溶液Kg)から溶質質量(g)を導き、溶媒を加えたのち密度(g/溶液ml)からモル濃度(mol/溶液L)を導く。

80<蒸気圧と沸点上昇>
沸点上昇・凝固点降下は"質量"モル濃度に比例する。
電解質は電離後のモル数に注意。

81<溶液の沸点と分子量>
沸点上昇度は不揮発性溶媒の質量モル濃度(mol/溶媒Kg)とモル沸点上昇に比例する。

82<凝固点降下
溶媒と溶質の質量(g)と凝固点降下度(K)から水のモル凝固点降下を求める。
モル凝固点降下は溶媒に特有の値である。
求めたモル凝固点降下と溶媒と溶質の質量(g)、凝固点降下度を用いて溶媒の分子量を求める。
溶質(水和物・電解質)と溶媒の質量(g)から凝固点降下を求める。

83<水溶液の浸透圧>
U字管を用いた浸透圧の問題。
温度、濃度を変化させた場合の浸透圧の変化=液面差を答える。

84<沸点、凝固点、浸透圧>
種々の溶質をそれぞれの濃度で溶解させた溶液の凝固点降下、浸透圧に関する問題。
モル濃度の比と質量モル濃度の比は等しい。

85<コロイド溶液>
コロイドに関する知識問題。
凝析、塩析、透析等

86<コロイド溶液の凝析>
コロイド粒子の電荷と溶質のイオン価数の問題

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