今年平成26年の神戸大学入試化学で分からない問題が

今年平成26年の神戸大学の化学の入試問題でどうしても分からない問題があります。
問題ページ（最後に件の問題に問題訂正があります）
http://nyushi.nikkei.co.jp/honshi/14/kb1-42p.pdf
解答ページ
http://nyushi.nikkei.co.jp/honshi/14/kb1-42a.pdf
IVの問4です。
まず最初どういう状態にあったのかがわかりません。密栓した、とあるので溶液だけが入っていて空気は入っていないのか、それとも空気が入っているのか、入っているのなら圧力は？チューブで連結して乾燥空気を吹き込んだ、とありますが、チューブでつないだら気体の移動がありますよね。同時に三つのチューブを挿入し、その瞬間空気を吹き込んだということか？吹き込んだ空気は圧力を与えるだけなのかE内に侵入するのか。それで容器の外は、空気があると思うのですが、Fはチューブで外気とつながっています。すると空気が入ってくるし、水はどんどん蒸発するはず。それから最終的になにとなにが等しくなって平衡に達するのか。分からないことだらけです。
わたしが考えた状況は、チューブをつないだ瞬間に空気を吹き込む。その空気がE内に侵入する。その空気の分圧とEの蒸気圧の和が、Fの蒸気圧と空気の分圧の和に等しい。未知数がアミノ酸の分子量、E,Fの空気の分圧で三つあります。等式は１つ。Fからなにが0.0024g出て行ったのかがポイントのような気がしますが、なんだかよくわからない。Eから水が1.2g入ったとして、すると液層の体積が増すので空気の分圧、水蒸気の圧が上昇。すると水蒸気の液化とチューブからの流出が起こる？？？
このような感じでなにがなんだか整理がつきません。問題の説明が少なすぎるのではないかと勝手に思っているのですが、解答がある以上分かる人には分かるのでしょうか。

化学得意な方、よろしくお願いします。

No.1 ベストアンサー 回答者： gohtraw 回答日時： 2014/03/16 08:21

「密栓」という部分の意味は、チューブを除いては外気との気体の出入りは

ないということでしょう。問題の図でいうと左側のチューブから空気を送ると
液の中にブクブクしたのち右側のチューブを通って出ていくような構造
です。で、このブクブクを（どれくらいか判りませんが）ある時間続けたら
問題文のような質量変化があったということです。

Eの中身はアミノ酸の溶液ですから、（１）式に従って水の蒸気圧は下がって
いるはずです。容器から出ていく水の質量は水の蒸気圧に比例するので、
Eの質量減少はアミノ酸溶液における水の蒸気圧に比例します。一方Fは
どうかというと、
（あ）Eから１２ｇの水が入ってきて、
（い）Fにおける水の蒸気圧に比例する分の水が出ていく
ということが起き、その結果０．００２４ｇの質量減少があったので、（い）で
出て行った水は１．２０２４ｇです。これがFにおける水の蒸気圧に比例する
訳です。

これを（１）式に当てはめると
１．２＝１．２０２４ｘ
ｘ≒０．９９８
よって、Eにおけるアミノ酸のモル分率は０．００２です。ここでアミノ酸の
分子量をMとすると、
（２．６／M)／（１８０／１８＋２．６／Ｍ）＝０．００２
これを解けばアミノ酸の分子量が判ります。

この回答への補足

回答ありがとうございます。
「容器から出ていく水の質量は水の蒸気圧に比例する」ですか、はじめて見る問題です。てっきりどこかに圧力の等量関係があるものだと思っていました。
それでさらに質問なのですが、比例定数をkとして、Fのほうは1.2024=kP*はよいのですが、Eの1.2=kxP*はxが変化しています。微小変化は考えないということでしょうか。FのほうもEから水が入ってくることは影響しないのでしょうか。あとFはチューブで外気とつながっていますが、密栓状態からつないだとしてどう考えても外気が入ってくるのですが・・・。
よろしければ補足してください。
後ほど、ベストアンサーに選ばせてもらいます。
よろしくお願いします。

補足日時：2014/03/16 10:51

この回答へのお礼

回答、さらに補足まで、ありがとうございました。

お礼日時：2014/03/16 12:21

No.2 回答者： gohtraw 回答日時： 2014/03/16 11:27

Ｅの中の水が減っていくので、厳密にいえばアミノ酸の濃度が変わり、

水の蒸気圧も変化することはご指摘の通りです。ただ元の水１８０ｇ
に対して１．２ｇの変化なので、無視しうる（アミノ酸の種類を見分ける
には充分な精度である）とみなしているのでしょう。

また、チューブを介して外気が入るといえばその通りかもしれませんが、
これも後で吹き込む空気の量と比較すればわずかな量だということ
でしょう。