化学Ⅱ›物質の状態と溶液

溶液の性質

Solution Properties

直感導入 — 溶質を入れると何が変わる?
💡 例え:水に塩を入れると
①純水は0°Cで凍り、100°Cで沸騰
②塩を溶かすと?→ 0°Cで凍らず、100°Cで沸騰しない
③溶質粒子が溶媒分子の'脱出(蒸発)'を妨げる
④沸騰にはより高温、凍るにはより低温が必要
⑤これが束一性 — 溶質の'種類'ではなく'個数'に比例
沸点上昇と凝固点降下
1 m
沸点上昇
ΔTb = Kb × m
Kb:モル沸点上昇定数(水:0.52 °C/m)
凝固点降下
ΔTf = Kf × m
Kf:モル凝固点降下定数(水:1.86 °C/m)
🔍 スライダーで確認!
①濃度↑なら沸点↑、凝固点↓
②水のK_f(1.86)はK_b(0.52)より大きい
③凝固点降下は沸点上昇より約3.6倍大
④冬に道路に塩(CaCl₂)を撒く理由 = 凝固点降下
浸透圧
浸透圧
π = MRT
M:モル濃度、R:気体定数、T:絶対温度[K]
💡 浸透圧の原理
①半透膜:溶媒(水)のみ通過、溶質は不可
②溶媒は希薄側 → 濃厚側へ移動(浸透)
③浸透を止める最小圧力 = 浸透圧
④植物の根の水分吸収、リンゲル液の等張条件
⑤π = MRT — 理想気体方程式 PV = nRT と形が類似!
電解質とファントホッフ係数
ファントホッフ係数
ΔT = i × K × m
i = 溶液中の実際の粒子数 / 溶かした溶質のmol数
💡 電解質はなぜ効果が大きい?
①NaCl → Na⁺ + Cl⁻(2イオン)→ i ≈ 2
②CaCl₂ → Ca²⁺ + 2Cl⁻(3イオン)→ i ≈ 3
③グルコースは非電解質 → i = 1
④同mでも電解質はi倍効果大
⑤冬の融雪剤としてNaClよりCaCl₂が効果的な理由!
総まとめ
束一性の核心
沸点上昇·凝固点降下·浸透圧·蒸気圧降下
溶質の種類でなく粒子数(モル数)に比例する4性質
🎯 試験ポイント
①束一性 = 溶質粒子数のみに比例(種類無関)
②ΔTb = Kb·m、ΔTf = Kf·m — K値暗記
③電解質(NaCl→2粒子)は非電解質よりi倍
④浸透圧 π = MRT(理想気体に似る)
⑤質量モル濃度 m = 溶質mol / 溶媒kg — 温度無関!