分子量を求める方法に関する次の記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。ただし、気…
分子量を求める方法に関する次の記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。ただし、気体定数は8.314 J・K⁻¹・mol⁻¹ とし、水溶液の比重は1 と近似できるものとする。分子量は凝固点降下を利用して知ることができる。例えば、1.0％グルコース（分子量180）水溶液の凝固点降下は、水のモル凝固点降下定数を1.86 K・kg・mol⁻¹とすると約 ア K となる。一方、1.0％タンパク質（分子量18,000）水溶液の凝固点降下は約 イ K となり、測定が難しい。そこで、同じく溶液の ウ 性質の一つである浸透圧を上記のタンパク質溶液について測定すると、300 K において、約 エ Pa となり、タンパク質のような大きな分子の分子量も浸透圧から見積もることができる。
- ⑴ ア にあてはまる数値は、1.0 である。グルコースの凝固点降下は約0.056 mol/kg×1.86≒0.10 Kで、1.0 Kではありません。
- ⑵ イ にあてはまる数値は、0.001 である。タンパク質は10/18000 mol/kg×1.86 K・kg/mol≒0.001 Kとなります。
- ⑶ ウ にあてはまるのは、「均一的」である。粒子の数だけで決まる性質は「束一的」性質と呼ばれます。「均一的」ではありません。
- ⑷ ウ の性質の一つに、蒸気圧降下がある。蒸気圧降下は、凝固点降下・沸点上昇・浸透圧とともに束一的性質の一つです。
- ⑸ エ にあてはまる数値は、140 である。π＝cRTに濃度0.556 mol/m³を代入すると約1.4×10³ Paとなり、140 Paではありません。
解説
正解は⑵と⑷です。1.0％水溶液は溶媒1 kgあたり約10 gの溶質を含むので、グルコースでは10/180≒0.056 mol/kg×1.86≒0.10 Kの凝固点降下になります。タンパク質では10/18000 mol/kg×1.86≒0.001 Kとごく小さく、測定が困難です。凝固点降下、沸点上昇、蒸気圧降下、浸透圧は束一的性質です。浸透圧はπ＝cRT＝(10/18000)×10³ mol/m³×8.314×300≒1.4×10³ Paとなり、140 Paではありません。
出典：厚生労働省ホームページ（https://www.mhlw.go.jp/stf/seisakunitsuite/bunya/0000198923.html）を加工して作成