水溶液の凝固点降下度は、同一分子量の物質を比較した時、電解質物質として分類されている化合物を溶解した溶液が大きい。
この理由が分かりません。できれば詳しく教えて下さい。

A 回答 (2件)

こんにちは。



それは、凝固点効果に影響するのは、溶液の中の粒子の数だからです。

非電解質は、分子一つが溶液になっても1分子にしかなりませんが、電解質では、電離度(解離度)に応じて電離し、イオンになるって粒子数では、増えるものが出て来ます。

例えば分子数が100個だったら、非電解質溶液ならやっぱり100個、電解質で電離度0.9(90%)なら、190個の粒子が存在するわけです。
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 次の2点を教科書などで確認して下さい。



 1)「凝固点降下」は溶液中に存在する「全粒子数」に比例する。
 2)電解質は電離する。

 これらを考えれば,わかると思いますが,念のため,詳しく書かれた「楽しい高校化学」というペ-ジ(↓)を紹介しておきます。「楽しい高校化学」→「物質の状態」→「第8講 沸点上昇と凝固点降下」と進んで下さい。2ペ-ジ目に詳しい説明があります。

参考URL:http://www2.yamamura.ac.jp/chemistry/index.html
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Qモル凝固点降下度について・・・

こんにちは。質問なんですが、
問題A
水1kgに尿素(分子量60)1モルが溶けている溶液の凝固点降下度(モル凝固点降下)はいくらか。
問題B
純粋な水の凝固点は0.00℃であり、水500gにグルコース(分子量180)9.0gを溶かした水溶液の凝固点は-0.19℃である。水のモル凝固点降下(溶質粒子1モル/kgの時の凝固点降下度)はいくらか。

という二つの問題があり、Aの答えは1.9Kと解答に書かれていて,Bは1.9K・kg/モルと書かれています。

同じモル凝固点降下を聞いているのに、なぜ、単位が異なるのですか?教えて下さい。

Aベストアンサー

Aの問題は、はじめから1kgの水と書いてあります。つまり、そこに用意した溶媒は、溶質をXモル溶かしたら(今回は1モル)何℃下がりますかと聞いているわけです。
Bの問題は、ただ単に水としか書いてありません。<水500gにグルコース(分子量180)9.0gを溶かした水溶液>の部分の水の量は単に例としてあげられているだけです。
要するに、”水”というものの全体の凝固点降下度を聞いているわけです。だから、答えを出すときには、回答者がどんだけの水に、どれだけの量の溶質を入れたもので計算したのか単位を書かなければ、周囲の人はわからなくなります(水1gに1Kモルかもしれない、もしくは水1リットルに溶質1gかもしれない)。よって、それぞれの単位を書かなければならないのです。

大抵、単位の書き方は問題に書いてあります。わかりにくければ、Aの問題でもBと同じ答え方をしておけばよろしいでしょう。1kgに1モルで単位が同じになるので、間違いにはならないはずです。

Q凝固点降下から求める分子量の誤差

化学の授業で、凝固点降下の実験をしました。
尿素と塩化ナトリウムをそれぞれ0.6、0.3gずつ10mlの純水に溶かし、
試験管に入れた後、寒剤で冷却しました。
10秒ごとにアルコール温度計で温度を測り、結果をグラフ(<縦軸>温度<横軸>時間)にすることで、各溶液の凝固点を求めました。

結果は、
尿素  -1.40
塩化ナトリウム  -3.40
でした。

次に、求めた凝固点から、
M=1000×1.88×W{0.6or0.3}/(0{純水の凝固点}-t{-1.40or-3.40})×10{純水の質量}
という式より、尿素、塩化ナトリウムの分子量を求めました。

しかし、求めた分子量は、
尿素  63
塩化ナトリウム  15
となってしまい、尿素は理論値60より少し大きく、
          塩化ナトリウムは理論値58.5を大幅に下回ってしまいました。
この、求めた分子量と理論値のズレの原因を考える必要があります。

尿素の分子量に誤差が出た、
塩化ナトリウムの分子量にズレが出た(実験でのミス?)
の考えられる原因を教えてください。

レポートの提出期限が迫っているのですが、なかなか分かりません。
回答よろしくお願いします。

化学の授業で、凝固点降下の実験をしました。
尿素と塩化ナトリウムをそれぞれ0.6、0.3gずつ10mlの純水に溶かし、
試験管に入れた後、寒剤で冷却しました。
10秒ごとにアルコール温度計で温度を測り、結果をグラフ(<縦軸>温度<横軸>時間)にすることで、各溶液の凝固点を求めました。

結果は、
尿素  -1.40
塩化ナトリウム  -3.40
でした。

次に、求めた凝固点から、
M=1000×1.88×W{0.6or0.3}/(0{純水の凝固点}-t{-1.40or-3.40})×10{純水の質量}
という式より、尿素、塩化...続きを読む

Aベストアンサー

http://www.center.spec.ed.jp/c/ce/ce32/img_ce32/science/chemi/213.pdf

こんな感じでやりましたか?

Q凝固点降下と沸点上昇

高校の教育が新課程になったため凝固点降下と沸点上昇を表す以下の公式の証明が書いてありません。化学の参考書とか持っていないので、導出過程を教えてください。


分子量Mの物質をw(g)を溶媒W(g)にとかしたとき

Δt=(1000×w×k)/(M×W)が成り立つ

※k:モル凝固点降下、モル沸点上昇

Aベストアンサー

化学の公式?というのは、その性格上、数学の公式とは異なり、論理的に証明するというようなものではありません。
もちろん、それなりの理論というものはありますが、それは実験結果を説明するためのものという見方もできます。

沸点上昇や凝固点降下も実験結果に、理論的な説明をつけたものと言えるでしょうが、詳細な議論は高校の範囲を超えており、旧課程といえども詳しい説明は省略されているはずです。

「公式の証明」ということはできませんが、その式の意味するところは、ある物質の別の物質を少量とかしたときに、その重量モル濃度に比例して沸点が上昇したり、凝固点が降下したりするという意味です。
(1000×w)/(M×W)は重量モル濃度、すなわち溶媒1kgに溶けている溶質の物質量を表しています。
また、kは物質ごとに測定されているモル凝固点降下およびモル沸点上昇定数です。
Δtは沸点上昇あるいは凝固点降下であり、純粋な物質の沸点や凝固点からのずれを表しています。

溶質が電離している場合には、そのイオンの物質量から計算する必要があります。

Q高校化学の質問です。 溶解平衡に共通イオン効果というのがありますが、そこには 「ある電解質水溶液に別

高校化学の質問です。

溶解平衡に共通イオン効果というのがありますが、そこには
「ある電解質水溶液に別の電解質水溶液を加えたとき、両者に共通するイオンがあれば、共通のイオンが減少する向きに平衡が移動する。
その結果
、もとの電解質の電離度や溶解度が減少する。」
とあるのですが、共通イオン効果が起こった後の溶解度はどのように計算されるのでしょうか?

Aベストアンサー

>共通のイオンが減少する向きに平衡が移動する。その結果、もとの電解質の電離度や溶解度が減少する。
「共通のイオンが減少する向きに平衡が移動する」これどこから拾ってきたのか意味が分からない、なぜなら塩を加えてしまった段階で、以前の共通イオンの総量は非常に大きくなり、比較の対象になれない。イオン式をちゃんと書いて、簡単のため数字も入れてみればすぐわかる。

Q混合溶液の凝固点降下度について

ブドウ糖(180)とショ糖(342)の混合物65.25gを、水500gに溶かした水溶液の凝固点降下度は0.93である。水のモル凝固点降下を1.86K・Kg/molとすれば、この混合物のブドウ糖とショ糖のモル比は何か?という問題なのですが、単純に公式に代入するだけではでそうにないみたいなのですが、分かる方教えていただけませんか?

Aベストアンサー

凝固点降下の公式から、ブドウ糖とショ糖の混合物が水 500g に溶けているモル数は求められますよね?
⇒ 0.25mol になると思います。

つまり、ブドウ糖 Ng mol、ショ糖 Ns mol とすれば

Ng + Ns = 0.25 …(1)

そして、混合物の質量が与えられていますから

180Ng + 342Ns = 65.25 …(2)

あとは (1)、(2) を連立して Ng、Ns が求まりますよね。

Q専門化学の溶液です。Q 次の水溶液を沸点の高い順に並べよ。ただし、電解質はすべて電離するものとす

専門化学の溶液です。

Q 次の水溶液を沸点の高い順に並べよ。ただし、電解質はすべて電離するものとする。
(ア)0.15mol/kgの尿素水溶液
(イ)0.12mol/kgのスクロール水溶液
(ウ)0.10mol/kgの塩化ナトリウム水溶液

A ウ、ア、イ

この答えになる理由を教えて下さい(_ _).。o○

Aベストアンサー

沸点上昇は溶けているmol数が多いと大きくなるので
塩化ナトリウムの場合NaCl→Na+ + Cl-となり0.2molで一番大きいのでしょう。
スクロールはスクロースの事でしょうか?

Q凝固点降下定数の単位

なぜ凝固点降下定数の単位って(k/mol・kg-1)と言う単位になるのですか?


凝固点降下定数=RT*2/ΔH


と言う式なのですが、Rは(j/mol・k)、Tは(K)、Hは(kj/mol)という単位で表されていて、これをいじってみても(k/mol・kg-1)になりません。

教えてください。お願いします。

Aベストアンサー

これは、濃度をどの単位で表示するかの違いです。

希薄溶液で、凝固点降下度をΔt、溶質のモル分率をx、溶媒の融点をT、溶媒のモル融解エンタルピーをΔHとすると、

Δt=(R(T^2)/ΔH) x

となりますが、(R(T^2)/ΔH)の単位はK(ケルビン)であり、モル分率は無次元量なので、上の式の単位は両辺で一致しています。※(T^2)はTの2乗です。

つぎに、濃度を質量モル濃度 m(溶媒の単位質量に溶ける溶質の物質量)で表示した場合、溶媒のモル質量をMとして、モル分率xとは

x=m/(m + 1/M)

の関係となりますが、希薄溶液では m + 1/M ≒ 1/M とみなせるので

x=m M

したがって、

Δt=(MR(T^2)/ΔH) m

ここで、Mの単位を kg/mol で表わせば(数値としては、溶媒の分子量の0.001倍)、(MR(T^2)/ΔH)の単位は kg K / mol なので、ご質問のものと一致します。

(参考)
http://ostwald.naruto-u.ac.jp/~takeda/class/gr_labwork1/fpdpress/fpdpress.pdf

これは、濃度をどの単位で表示するかの違いです。

希薄溶液で、凝固点降下度をΔt、溶質のモル分率をx、溶媒の融点をT、溶媒のモル融解エンタルピーをΔHとすると、

Δt=(R(T^2)/ΔH) x

となりますが、(R(T^2)/ΔH)の単位はK(ケルビン)であり、モル分率は無次元量なので、上の式の単位は両辺で一致しています。※(T^2)はTの2乗です。

つぎに、濃度を質量モル濃度 m(溶媒の単位質量に溶ける溶質の物質量)で表示した場合、溶媒のモル質量をMとして、モル分率xとは

x=m/(m + 1/M)

の関係となります...続きを読む

Q鉛蓄電池の電解液は希硫酸、ニッケル水素の電解液はアルカリ水溶液

鉛電池の電解液は、希硫酸(PbSO4)、ニッケル水素電池の電解液は、アルカリ水溶液(KOH)ですが、これらの電解液が反応すると酸とアルカリで反応熱が生成されると考えております。化学式による反応後の生成物などどのような事が起こるでしょうか。

どなたか教えて下さい。宜しくお願い致します。

Aベストアンサー

一般に電池の放電や充電の際に、内部で化学反応が起こるわけですから、それにともなう発熱があるだろうと思います。
しかし、それを単純に「酸とアルカリで云々」といってしまうのは正しくないように思います。

鉛蓄電池に関しては、下記のURLをご参照下さい。
http://homepage2.nifty.com/organic-chemistry/calculated/cell.htm

ニッケル水素電池に関しては、下記のpdfに詳しく書かれていますので、ご参照下さい。
http://industrial.panasonic.com/www-data/pdf/ACG4000/ACG4000PJ1.pdf

Q凝固点降下の問題の途中式をお願いします。

9.1wt%NH4Cl水溶液の凝固点(℃)を求めよです。

水の凝固点:0℃ 水のモル凝固点降下:1.86です。

答えは9.1wt%→-6.96℃となっています。
どうかよろしくお願いします。

Aベストアンサー

モル凝固点降下を考える場合には、溶媒1kg中に溶質が何モル溶けているかを考える
まず、9.1wt%NH4Cl水溶液1kg中のNH4Clの重量は
1000*9.1/100=91g
よって水の重量は1000-91=909g
NH4Cl91gを水1kg中の重量に換算すると91*1000/909g
ここで、NH4Clは水に溶けると次のように完全に電離している
NH4Cl →NH4+ + Cl-
電解質溶液の凝固点降下については、電離して生じたイオンのモル数(物質量)の総和に比例するので、例えばNH4Clが1モル電離すると、NH4+が1モルと、Cl-が1モル生じ、この場合には溶質であるNH4Clが1モルの凝固点降下を考えるのではなく、溶けているイオンのモル数(物質量)の総和(この場合には2モル)の凝固点降下を考えなければならない
Nの原子量を14、Hの原子量を1、Clの原子量を35.5とすると、NH4Clの分子量は53.5
水1kg中のNH4Clの重量は91*1000/909gであるから、このモル数(物質量)は
91*1000/909/53.5
水のモル凝固点降下は1.86であることから、凝固点降下は
1.86*91*1000/909/53.5*2≒6.96 
よって、求める凝固点は-6.96℃ 

モル凝固点降下を考える場合には、溶媒1kg中に溶質が何モル溶けているかを考える
まず、9.1wt%NH4Cl水溶液1kg中のNH4Clの重量は
1000*9.1/100=91g
よって水の重量は1000-91=909g
NH4Cl91gを水1kg中の重量に換算すると91*1000/909g
ここで、NH4Clは水に溶けると次のように完全に電離している
NH4Cl →NH4+ + Cl-
電解質溶液の凝固点降下については、電離して生じたイオンのモル数(物質量)の総和に比例するので、例えばNH4Clが1モル電離すると、NH4+が1モルと、Cl-が1モル生じ、この場合には溶質であるNH4Clが1モ...続きを読む

Q凝固点降下の大きい物質

塩(えん)以外で、凝固点降下が大きな物質(液体)が知りたいです。

思いつく物質としては、エタノール、ジエチルエーテル、グリセリン、エチレングリコールなど・・・

これらを含めてそれ以外でも、同じ溶媒(水です)に溶かしたとき、もっとも凝固点が下がる物質を探しています。

化学に詳しいお方、宜しくお願いします。
なお実験に使用したいので、できれば手軽に入手できて、価格も安く、毒性の無い、中性の物質が希望です。

Aベストアンサー

考え方は、#1さんのおっしゃる通りで、

非電解質で、液体だと、分子量の小さいメタノールが一番有利でしょうね。毒性ありますが^^
エタノール周辺の線では、酢酸も(若干電離しますが)悪くなさそう。

「もっとも」の方にこだわると、電解質で固体になりますが、やはり、塩(えん)が有利ですね。

雪道の融雪剤には、塩化カルシウム(CaCl2)が使われることが多いですが、NaClと比べると…

NaClは、式量・23+35.5=78.5で、イオン2個だから、イオン1個あたりの式量は、30切ってて、
CaCl2は、式量・40+35.5*2=111で、イオン3個だから、1個あたり式量が、37、

う~ん、質量あたりのイオン数で有利だから、でないということは、
安い^^というのががポイントなのかな?


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