令和元年度(再試験) 問33

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水100 molに成分A 20 molを溶解した水溶液に、純粋なトルエン100 molを加え、容器の中で撹拌し、静置したところ、2液相に分離した。上層の成分Aの量として、最も近い値はどれか。相互溶解度は非常に小さいので、相互溶解度をゼロとして算出してよい。液液平衡のデータを下表に示す。

  1. 13.5 mol
  2. 10 mol
  3. 8 mol
  4. 6.5 mol
  5. 4.5 mol



解答解説

正答は5番です。

水の比重よりトルエンの比重の方が小さいことから、上層がトルエン、下層が水となります。

今回、成分A濃度の異なる液液平衡データが2種類与えられています。それぞれで分配係数を計算してみます。希薄溶液であり、抽出により分子が変化しない場合は分配係数が同じになります。
1行目:2.6 / 7.8=0.33
2行目:5.0 / 15.0=0.33

分配係数から上層であるトルエン相の成分Aの量 x を求めます。使用する成分Aは20 molですので、水層の成分Aの量は20-xとなります。
x / (20-x)=0.33
x=4.96 mol

最も近いのは4.5 molです。

2024年3月10日