「沸点が最も高くなるのはどれか」の考え方。。。

質問

【問題】
次の物質が１００ｇの水に溶けているとき、沸点が最も高くなるのはどれか。
ただし、電解質は完全に電離しているものとし、
（　）内の数字はそれぞれの物質の分子量あるいは式量である。

１．ブドウ糖（１８０）　１．８ｇ
２．ショ糖（３４２）　１．７１ｇ
３．塩化ナトリウム（５８．５）　１．１７ｇ
４．尿素（６０）　１．８ｇ
５．塩化カルシウム（１１１）　１．１１ｇ

【答え】　３番

【解説】
１．　０．０１ ｍｏｌ
２．　０．００５ ｍｏｌ
３．　０．０２×２＝０．０４ ｍｏｌ
４．　０．０３ ｍｏｌ
５．　０．０１×３＝０．０３ ｍｏｌ

【教えてください！】
（１）　『沸点が最も高くなるもの』＝『粒子のモル数が最大のもの』のようなのですが、
まず、この解釈は合っていますか？

（２） ２と５についてのみ、『×２』や『×３』とするのは、何故ですか？

（３） この『×２』や『×３』が意味するものは、何ですか？

（４）　そもそも、この計算式って、どうでしたっけ？（苦笑い）
※　以前、化学を投げ出して、久々に勉強を再開しました。
すっかり忘れました。（←「＋α」元から分からなかった）

（５）　問題文にある「電解質が完全に電離している」とは、どういう意味ですか？

「超」初心者相手へのご解説をお願いします。
よく考えてからお返事したいので、お礼・ポイント発行が遅くなる場合がございます。

回答No.1

CATV95II · ベストアンサー

（１）その解釈であっています
（２）と（３）塩化ナトリウムNaClは電離するとNa+とCl-になります。
つまり１つの塩化ナトリウムから粒子が２つ出来ます
塩化カルシウムはCaCl2なので、電離するとCa2+と２つのCl-が出て来て全部で３つですので３倍します。
（４）ブドウ糖を例にとります
　　　ブドウ糖(180)1.8g
　　　　この場合180というのはブドウ糖1molの重さと考えてよいです。つまりブドウ糖1molは180gになります。
なので1.8gならば0.01molになります。
以下全て同じです。
（５）完全に電離しているとしない場合は、全体のどの程度電離しているか分からなくなるので、電離する物質の粒子数が計算できません。
要するに問題として回答出来る為の条件だと思っていいです。

お礼

ご解説を見ながら問題を解くと、それとなく？分かるのですが、
自分で別の問題を解こうとすると、やっぱりダメです。
もう本当に、私の頭の悪さはピカイチです。
どうにもなりません。

でもいただいたご回答は、保存しておきます。
ありがとうございました。

回答No.4

rei00

既に回答が出ているようですが，少し補足致します。

【１】
　厳密には少し違います。『沸点が最も高くなるもの』＝『粒子の質量モル濃度が最大のもの』です。

　ただし，今の場合は D-edge さんもお書きの様に，溶媒（水）が同じで，溶媒の量（100 g）も同じですから，結果として『沸点が最も高くなるもの』＝『粒子のモル数が最大のもの』になります。

【２，３】
　上で書いた様に『沸点が最も高くなるもの』＝『粒子のモル数が最大のもの』ですから，それぞれの「粒子のモル数」を求める必要があります。

　「ブドウ糖」，「ショ糖」，「尿素」は分子として水に溶けますから，「粒子＝分子」です。したがって，「粒子のモル数＝分子のモル数」であり，分子のモル数を求めれば良いです。

　が，「塩化ナトリウム」や「塩化カルシウム」等の塩は，水に溶けると電離してイオンの状態になります。そのため，「粒子＝イオン」です。

　「塩化ナトリウム（NaCl）」の場合，NaCl １個から Na+ と Cl- の２個のイオンができますから，粒子（イオン）のモル数を求めるには NaCl としてのモル数を２倍する必要があります。

　同様に「塩化カルシウム（CaCl2）」では，CaCl2 １個から Ca2+ １個と Cl- ２個（計３個）のイオンができますから３倍する必要があります。

【５】
　「電離している」とは，電解質（塩など）が正負のイオンの状態で存在している事を意味しています。で，加えた電解質の内，どの程度が電離しているかを示しているのが「完全に」です。つまり，「電解質が完全に電離している」の場合は，加えた電解質の全てがイオンの状態になっている事を意味します。

　例えば，「５０％が電離している」とかであれば，加えた電解質の半分はイオンの状態で存在していますが，残りの半分はイオンにならずに存在している事を意味しています。５番の塩化カルシウム 1.11 g (0.01 mol) でいえば，半分の 0.005 mol がイオンになりますから粒子のモル数は３倍の 0.015 mol，残りの 0.005 mol は CaCl2 の状態ですから 0.005 mol で，合計して全粒子数は 0.020 mol という事になります。

　いかがですか，完全に解離している場合と違いますね。このように，どの程度解離しているかを示さないと答えが得られないので，「電解質が完全に電離している」という形で解離の程度が示してあるわけです。

お礼

いつもいつも、ありがとうございます。
分かったような分からないような・・・
いや、ご解説を見ながら解くとＯＫなのですが、自分ひとりではまだまだ・・・
試験会場にrei00様も、ご一緒しましょう♪

とりあえず、ご回答は印刷しておきます。
本当にありがとうございました。

回答No.3

D-edge

沸点上昇について、次式が成り立ちます。
ΔT=akM
このとき、
ΔT:沸点上昇度
k：定数
M：質量モル濃度
a：いくつのイオンに分かれるか
定数kは、溶媒（この場合水）に依存するため、どの溶液も一定になります。
また、100gの水にとかすので、全て同じ体積です。
よって、沸点上昇度はモル数とイオン化率に比例します。

参考URLに詳しい解説が載っていますので、よろしければ参考にしてください。

参考URL：

http://www2.yamamura.ac.jp/chemistry/chapter2/lecture8/lect2081.html

お礼

分かったような分からないような・・・。
自分の頭の悪さに撃沈。
（あっ、記載いただいた式は理解できましたよ。）
化学全般に、手のつけようがないと言うか・・・。

ご回答ありがとうございました。

回答No.2

mi-zu-ki

すでに回答が出ていますが（５）について少し。
まず電解質とは、水などの溶媒に溶け、電離して陰陽のイオンを生ずる物質です。
そして電離とは、電解質が溶液中で陰イオンと陽イオンにわかれることです。
このことから、「電解質が完全に電離している」というのは、水にとかした電解質（この問題の場合塩化ナトリウムと塩化カルシウムですね）が全て陰イオンと陽イオンにわかれた状態であるということになります。

お礼

電解質とか電離について、お答えいただき、ありがとうございます。
ホント、頭の悪さはピカイチで、意味すら分からなかったんです。
もうどうにもなりません。
本当に本当に助かりました。
またよろしくお願いします。
ありがとうございました。