溶液の浸透圧の問題（大学受験）

質問

現在、化学の「溶液の浸透圧」の分野を勉強していますがわからない問題があります。これは大学受験用参考書に載っている問題です。どなたかおわかりになる方がいらっしゃれば教えていただきたいと思います。宜しくお願いいたします。

問題は
次のア～エの物質をそれぞれ溶かした0.1mol/l水溶液について答えよ。電解質は完全電離しているものとする。水溶液の浸透圧が２番目に高いものはどれか。
ア　尿素
イ　塩化カルシウム
ウ　グルコース
エ　硫酸アルミニウム
です。

解答は、浸透圧は溶質のモル濃度に比例するので、イの物質量は3倍に、エの物質量は、5倍になるので、イとあります。
でも、そもそも、物質量は、0.1mol/lときまっているのに、モル濃度に差があるというのはおかしいと思うのです。電離すると、イなら計3倍、エなら5倍になるというのはわかるのですが、私は、イなら3倍になった結果0.1mol/l、エなら5倍になった結果0.1mol/lになっていると思うのです。なぜなら「0.1mol/l水溶液」と書いているように、これは、水溶液の状態で（つまり電離して）0.1mol/lという意味だと思うのです。

こう考えると問題の意味がなくなるではないか、とも思うのですが、やはり納得がいきません。私の勉強不足なのですが質問する人がいないため、困っています。どなたかご存知の方がいらっしゃれば、教えていただきたいと思います。また説明不足の点があれば補足させていただきますので宜しくお願いいたします。

回答No.2

y0sh1003 · ベストアンサー

問題を読むと「次のア～エの物質をそれぞれ溶かした0.1mol/l水溶液について」と書いてあります。
つまりエなら硫酸アルミニウム０．1molが１ｌ中にとけている溶液と言うことです。硫酸アルミニウムAl2(SO4)3の0.1molにはアルミニウムイオン０．２molと硫酸イオン
０．３molの計０．５molの粒子が存在するというように
解釈しなければいけないのです。

お礼

y0sh1003さま、さっそく御回答いただきありがとうございました。
問題をかみくだいて、ご説明していただいたので納得することができました。♯３の方がかいておられるようにモル濃度の定義があいまいであったようです。大変よくわかりました。ありがとうございました。

回答No.4

yamayamachan

浸透は、半透性膜を粒子（原子や分子やイオン）が通過する現象、浸透圧はその際、半透性膜面に生じる力ですね。ということは、浸透圧は溶液中の粒子数に関係する（比例する）わけです。

問題では全ての物質が0.1mol/Lとなっているようですが、電離すると溶液内の粒子数は、電離の仕方によって違うはずですね。
ア：尿素→電離しない　粒子数は0.1mol分
イ：塩化カルシウム→Ca2＋と２Cｌに電離　粒子数は0.3mol分
ウ：グルコース→電離しない　粒子数は0.1mol分
エ：硫酸アルミニウム→２Al3＋と３SO42-に電離　粒子数は0.5mol分

正解は、イですね。＃２さんが書かれているように、電離して0.1mol/Lではなく、元々が0.1mol/Lのはずです。そうしなければ問題が成立しません。

ちなみに、ア：尿素は分子量が小さい（60）ため時間とともに半透性膜を通過し、浸透圧が下がってきます。ウ：グルコースはまったく通ることができません（分子量180）。

お礼

yamayamachanさま、御回答いただきありがとうございました。
＞電離して0.1mol/Lではなく、元々が0.1mol/Lのはずです。
ということですね。当然なのですが、みなさまのご説明でいまさらですが、理解できました。ありがとうございました。

回答No.3

c80s3xxx

モル濃度というのがちゃんと理解できていないようです．

お礼

c80s3xxxさま、御回答いただきありがとうございました。再度定義を確認しなおしました。

回答No.1

パんだ パンだ（@Josquin）

浸透圧は、溶けている物質の「粒子の数に比例する」というのが正しいです。溶質のモル濃度は確かに同じですが、粒子の数で考えると、イは３倍に、エのは５倍になってますよね。

お礼

Josquinさま、いつも御回答いただきありがとうございます。モル濃度は同じでも電離するとかわるということですね。大変よくわかりました。ありがとうございました。