ファントホッフの法則 状態方程式 浸透圧 高校化学 エンジョイケミストリープラス 114252

[@checkmatedeepblue]

なぜ両者の式が同じなのかについて説明してくれた人は、今まで出会ったことがなかったし、どの本にも載っていなかった。この動画で初めて納得のいく説明を聞けた気がします。ありがとうございます。気体分子の場合は、その運動が直接壁に影響を及ぼすけれど、溶質分子の運動は周囲の水分子を通じて膜に伝わり、膜を押す力として感じられる、と想像してよろしいでしょうか。

[@enchemi]

Home Science Experimentsさま
ご視聴、ご意見いただき感謝申し上げます。まさに仰る通りです。状態方程式もファントホッフも導き出された経緯も人物も違いますが、分散媒に分散質が分散している分散系は、気体分子が真空空間に分散していることと、希薄溶液で溶質が溶媒に分散している様は同様に解釈できます。
これは学生からよく質問される内容でして、同じ式であることに疑問をぶつけてくる学生はそれだけでもすばらしいと称賛しています。
ありがとうございます。

[@鱸タクト]

たしかに、イメージを理解する上でこの考え方は便利だと思いますが、溶液と気体はそもそも性質が異なりファントホッフの式と状態方程式が実際にはたまたま成り立っている式であることも説明すべきではないかと思いました！

[@enchemi]

鱸タクト さま
ご視聴いただきありがとうございます。
「溶液と気体はそもそも性質が異なり」という記述の部分ですが、多くの学生がこの部分が疑問の種となってファントホッフと気体の状態方程式の形が同じになるのがなぜなのか考えるようです。これは溶媒、溶質の考え方の転換ができるかどうかが鍵です。この部分を乗り越えてこそ次のステージが見えてきます。そこを是非体感していただきたく思います。

[@鱸タクト]

@@enchemi
具体的に言うと、液体は圧力による体積変化が気体ほど大きくなく、関連性が小さいと思います。実際、ファントホッフの式の導出には状態方程式とか関係のない化学ポテンシャルなどの要素も関わっており、導出過程で近似を省いた場合に出てくるファンデルワールスの状態方程式と浸透圧の式は大きく異なります。

[@dorami_1202]

それを定義する論文はありますかね？

[@enchemi]

TAMI さま
ご視聴いただきありがとうございます。気体の状態方程式とファントホッフの式の関係性について記述された書物は多く存在しますが、定義する論文というものはないと思います。

[@chem22]

そもそも浸透現象はなぜ起こるんでしょうか。ほかのいろいろな解説には濃度を均一化しようとして起こるというような、物質が意図して浸透しているかの如く言っているように思います。溶質粒子の存在が溶媒粒子の半透膜における移動の平衡を乱しているのではと思うのですが、正しい解釈でしょうか？

[@enchemi]

ばけがくになりたい さま
ご視聴いただきありがとうございます。濃度の均一化というよりは溶質のエントロピー（乱雑さ）の増大が影響しています。これは熱化学に関連する話ですが、浸透圧にも平衡にも関係してきますね。

[@souhitinobo]

浸透圧は、
① 浸透を抑えるために必要な圧力
② 半透膜を押す溶媒の圧力と半透膜を押す溶液の圧力との差
③ 溶媒が半透膜を通過して溶液側に浸透しようとする圧力
というのがありますが、ファントホッフは、
④溶質の粒が半透膜を押す力も浸透圧と言っているので、浸透圧は４つぐらいの意味があるんでしょうか？

[@enchemi]

銀玉子狼 さま
ご視聴いただきありがとうございます。ご指摘の件ですが、基本どれも実質的には同じことを言っているように思います。浸透する力とつりあうのは浸透を抑え込む力であり、これはどちらも浸透圧と評価できます。溶質の粒は半透膜を押しても溶媒側には浸透できないため、半透膜に跳ね返されます。一方で溶媒は双方向でスルーするので、溶質の粒が半透膜を押す力と考えることもできるということで評価しているのかもしれません。

[@souhitinobo]

@@enchemi
教えていただきありがとうございます。
ということで、①＝②＝③＝④と考えてＯＫですか？
溶質が半透膜にぶつかる力を浸透圧としていいなら、気体が壁にぶつかる状態方程式と似ていますね。

[@enchemi]

@@souhitinobo さま
ご返信ありがとうございます。まさに仰せのとおりです。

[@souhitinobo]

@@enchemi
もう１つ教えていただけますか？
「半透膜で仕切ったＵ字管の右にデンプン水溶液、左に純水を同量いれた。十分な時間が経過すると、液面の差は６．８ｃｍになった。デンプン水溶液の浸透圧を有効数字2桁で求めよ。ただしデンプン水溶液の密度は１．０２g/cm³、1.0×10⁵Paに相当する水銀柱の高さを760mm、水銀の密度を13.6g/cm³とする。」
上のような浸透圧の問題で密度が表示されていることがありますが、基本的に密度の情報は、「溶液側」の密度が書いてあるものなのでしょうか？
仮に、上の問題で、デンプン水溶液の密度が書いて無くて、溶媒の水の密度が書いてあるだけだと、解けない問題になるんでしょうか？

[@ssbbf0106]

やりすぎ。
ご厚意で返信くれてることを忘れるな

[@Relafop]

なるほどーなつ

[@lokachan2525]

なるほどーーーー！！！そういうことだったんだー
ぜんぜん関係ないんですけど溶媒分子のちっちゃい丸書くの大変でしたねｗｗ

[@enchemi]

ろかちゃん さま
ご視聴いただきありがとうございます。納得いただいて嬉しく思います。板書は好きなので実はあまり大変ではないんですよ。半分趣味です。

[@六根-b2d]

真空と比べて希薄溶液の方では溶媒分子との分子間力も影響しちゃわないのかなと感じました

[@enchemi]

ペ さま
ご視聴いただきありがとうございます。
確かにその懸念はありますが、ひとまず溶媒どうしの影響はないと見做してお考え下さい。ありがとうございます。

[@smisscarele6870]

Rを浸透圧でも使っていい理由がイマイチピンと来ないのですが、なんでか教えて頂きたいです。

[@enchemi]

Smiss Carele さま
ご視聴いただきありがとうございます。
ピンとこないのは分かる気がします。要は気体における真空部分（気体分子がない部分）が溶液における溶媒が存在しているところ、そして、気体における気体分子が存在する部分が溶液における溶質が存在しているところと置き換えていると考えるのが一番分かりやすいと言われます。
如何でしょうか。