高校発展Chapter 9約9分
溶液の性質(沸点上昇・凝固点降下・浸透圧)
溶質を溶かすと沸点が上がって凝固点が下がる。「溶質の粒子数」だけで決まるシンプルな法則。
#沸点上昇#凝固点降下#浸透圧#コリゲーティブ
つまり「溶質の粒子数が多いほど効果が大きい」
溶質の種類に関係なく、粒子数(mol数)だけで決まる性質。
これをコリゲーティブ性質という。
3つの現象
| 現象 | 式 | 定数(水) |
|---|---|---|
| 沸点上昇 | ΔTb = Kb × m | Kb = 0.515 K·kg/mol |
| 凝固点降下 | ΔTf = Kf × m | Kf = 1.85 K·kg/mol |
| 浸透圧 | Π = cRT | R = 8.31 |
m = 質量モル濃度(溶媒1kg あたりの溶質mol)
計算例
グルコース18g(M=180)を水500gに溶かした凝固点降下は?
凝固点 = 0 − 0.370 = −0.370°C
電解質は粒子数が増える
NaCl → Na⁺ + Cl⁻(2粒子)
→ 同じmolでも効果が2倍(理想的な場合)
💡豆知識
海水の凝固点は約 -1.8°C。これが魚が寒い海で生きられる理由の一つだ。海水中の塩分(NaCl など)が凝固点を下げるため、0°C でも海水は凍らない。北極・南極の海は真冬でも凍りにくく、海洋生物が生存できる空間を保っている。
⚠よく間違えるところ
コリゲーティブ性質は「溶質の粒子数(mol)に依存」であって「溶質の種類に依存しない」。1 mol の砂糖(非電解質)と 0.5 mol の NaCl(電解質・2つに電離する)は、溶液中の粒子数がほぼ同じになるため、沸点上昇・凝固点降下の度合いもほぼ同じになる。
✓重要ポイント
まとめ
- ΔTb = Kb × m(沸点上昇)
- ΔTf = Kf × m(凝固点降下)
- Π = cRT(浸透圧)
- m = 質量モル濃度(溶媒 1 kg あたりの mol)
- 電解質は電離した粒子数で計算する
まとめ
- コリゲーティブ性質 = 粒子数で決まる
- ΔTb = Kb × m(沸点上昇)
- ΔTf = Kf × m(凝固点降下)
- 電解質は電離した粒子数で計算する
// quiz
確認問題
Q1.食塩水が真水より低い温度で凍る理由は?
Q2.凝固点降下 ΔTfを大きくするには?
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