平成27年度 問16 高分子化学
次の記述の、【 】に入る語句の組合せとして最も適切なものはどれか。
【 ア 】で仕切られた2つの部屋の左側に純溶媒を、右側に質量濃度Cの高分子の溶液を入れる。この系が平衡状態にあるとき、左側の圧力をp、右側の圧力をp+πとすると、πを【 イ 】といい、無限希釈状態(C→0)で次式が成り立つ。
π=RTC/M
ここで、R、Tは、それぞれ、気体定数、絶対温度であり、Mは高分子の場合、【 ウ 】である。この式は、【 エ 】と呼ばれる。有限のCでは、π/RTCが近似的にCに比例し、比例定数を【 オ 】という。
①
半透膜 / 浸透圧 / 数平均分子量 / ファンデルワールスの式 / 第1ビリアル係数
②
半透膜 / 浸透圧 / 重量平均分子量 / ファンデルワールスの式 / 第3ビリアル係数
③
透過膜 / 透過圧 / 重量平均分子量 / ファンデルワールスの式 / 第3ビリアル係数
④
透過膜 / 透過圧 / 数平均分子量 / ファントホッフの式 / 第2ビリアル係数
⑤
半透膜 / 浸透圧 / 数平均分子量 / ファントホッフの式 / 第2ビリアル係数
正答
⑤ 半透膜 / 浸透圧 / 数平均分子量 / ファントホッフの式 / 第2ビリアル係数
正答は5番です。
半透膜は溶媒分子のみを通し、溶質分子は通さない膜のことを指します。右側の部屋は高分子の濃度が高い液であるため、左右の部屋には濃度勾配があります。この濃度勾配を減らそうと、左の部屋から右の部屋へ(濃度の高い方へ)液が流れます。この時の力 π を浸透圧と呼びます。
浸透圧はπ=RTC/Mで表され、ファントホッフの式と呼ばれます。Cが有限濃度の時、各項の係数 Amを第 mビリアル係数と呼びます。特に希薄溶液では、2つの分子鎖間の相互作用の効果をあらわす第 2ビリアル係数が重要な意味を持ちます。