束一的性質とは？

高校で蒸気圧降下、沸点上昇、凝固点降下についてやったかと思います。今回は復習になってしまいますが、蒸気圧降下、沸点上昇、凝固点降下について見てみます。

 

 

溶液の束一性

蒸気圧降下、沸点上昇、凝固点降下は理想溶液のもとで考えますので、まず理想溶液から確認します。実際の液体は溶媒分子の大きさや分子間力、熱の出入りなどがありますが、理想溶液は分子間力が均一に働き、分子の大きさを等しくし、熱の出入りはないものとします。

 

この条件のもと蒸気圧降下、沸点上昇、凝固点降下を考えていきますが、これらの現象は、実在する溶質粒子の数に依存して、溶質の種類が何であるかには依存しません。このような性質を束一的性質と言います。

 

 

蒸気圧降下

液体や固体の表面からの気化によって、物質の一部が気体となって、2つの相が平衡に達します。この時の気体の圧力を蒸気圧と呼び、物質固有の値を示します。

 

しかし、溶媒に不揮発性溶質を溶解すると、溶媒の蒸気圧が下がります。これを蒸気圧降下と言います。

 

 

理想溶液や十分な希薄溶液の時はRaoult(ラウール)の法則が成り立ち、揮発性溶媒Aの蒸気圧降下の大きさΔPは、純溶媒Aの蒸気圧をPa゜、不揮発性の溶質Bのモル分率Xbとすると以下の式で表されます。

 

• ΔP=Pa゜・Xb

 

沸点上昇、凝固点降下

溶媒Aに不揮発性物質Bを溶かした溶液の沸点は、純溶媒の沸点より高くなり、これを沸点上昇と言います。沸点上昇度も、溶質の質量モル濃度に比例します。

 

沸点上昇に対して凝固点降下は、凝固点バージョンです。溶媒Aに不揮発性物質Bを溶かした溶液の凝固点は、純溶媒の凝固点より低くなり、これを凝固点降下と言います。凝固点降下度も、溶質の質量モル濃度に比例します。

 

沸点上昇も凝固点降下も気を付けなければならないのは、van’t Hoff(ファントホッフ)係数にも比例する点です。van’t Hoff(ファントホッフ)係数とは、溶解による溶質粒子数の増加率を示します。

 

 

例えば、ブドウ糖(C6H12O6)は水に溶かしても解離しないので1mol溶かしたとしたら、そのまま1molです。

 

しかし食塩(NaCl)を水に溶かすと、Na+とCl−に解離します。そのため、1mol溶かしたとしたら、2molのイオンとなります。そのため、溶質が溶媒に溶けたときにどれくらい解離するのかを表す解離度が重要となってきます。

 

まとめ

• 実在する溶質粒子の数に依存して、溶質の種類が何であるかには依存しない性質を束一的性質と言う。
• 沸点上昇、凝固点降下では解離度が関わる。