次の記述の、【 】に入る語句の組合せとして最も適切なものはどれか。
【 ア 】で仕切られた2つの部屋の左側に純溶媒を、右側に質量濃度Cの高分子の溶液を入れる。この系が平衡状態にあるとき、左側の圧力をp、右側の圧力をp+πとすると、πを【 イ 】といい、無限希釈状態（C→0）で次式が成り立つ。
π=RTC/M
ここで、R、Tは、それぞれ、気体定数、絶対温度であり、Mは高分子の場合、【 ウ 】である。この式は、【 エ 】と呼ばれる。有限のCでは、π/RTCが近似的にCに比例し、比例定数を【 オ 】という。
| 選択肢 | ア | イ | ウ | エ | オ |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 半透膜 | 浸透圧 | 数平均分子量 | ファンデルワールスの式 | 第1ビリアル係数 |
| 2 | 半透膜 | 浸透圧 | 重量平均分子量 | ファンデルワールスの式 | 第3ビリアル係数 |
| 3 | 透過膜 | 透過圧 | 重量平均分子量 | ファンデルワールスの式 | 第3ビリアル係数 |
| 4 | 透過膜 | 透過圧 | 数平均分子量 | ファントホッフの式 | 第2ビリアル係数 |
| 5 | 半透膜 | 浸透圧 | 数平均分子量 | ファントホッフの式 | 第2ビリアル係数 |
解答解説
正答は5番です。
半透膜は溶媒分子のみを通し、溶質分子は通さない膜のことを指します。右側の部屋は高分子の濃度が高い液であるため、左右の部屋には濃度勾配があります。この濃度勾配を減らそうと、左の部屋から右の部屋へ（濃度の高い方へ）液が流れます。この時の力 π を浸透圧と呼びます。
浸透圧はπ＝RTC／Mで表され、ファントホッフの式と呼ばれます。Cが有限濃度の時、各項の係数 Amを第 mビリアル係数と呼びます。特に希薄溶液では、２つの分子鎖間の相互作用の効果をあらわす第 2ビリアル係数が重要な意味を持ちます。
参考資料
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浸透圧（公式・単位・計算問題・求め方・ファントホッフの法則）
kimika.net
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高分子溶液の特徴
www7b.biglobe.ne.jp
