図の装置を用いて、懸濁剤に分散している球状の粉末粒子の粒子径を測定した。本測定に…
図の装置を用いて、懸濁剤に分散している球状の粉末粒子の粒子径を測定した。本測定に関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。ただし、分散媒、分散粒子の密度はそれぞれ1.0 g/cm³、2.0 g/cm³ とする。
- ⑴ アンドレアゼンピペットを用いた沈降法による粒子径測定である。アンドレアゼンピペットを用いて沈降法で粒子径を測定する装置です。
- ⑵ ラングミュア式を利用して粒子径を算出する。沈降法ではストークス式を用いて粒子径を算出します。ラングミュア式は吸着の式です。
- ⑶ コロイド粒子の粒子径を測定することができる。コロイド粒子はブラウン運動の影響が大きく沈降しにくいため、この方法では測定できません。
- ⑷ 懸濁剤に分散している粒子径を1/3 にすると、分散粒子の沈降速度は1/3 になる。沈降速度は粒子径の2乗に比例するため、粒子径を1/3 にすると速度は1/9 になります。
- ⑸ 増粘剤添加により分散媒の粘度を1.6 倍、分散媒の密度を1.2 g/cm³ にすると、分散粒子の沈降時間は2 倍になる。密度差が0.8倍、粘度が1.6倍になると沈降速度は0.5倍となり、沈降時間は2倍になります。
この問題は問題の図（写真・図・表など）を見て答えます。図はこちらに転載していないため、下の出典のページから公式のPDFをご覧ください。解説だけでも読み取り方が分かるように書いています。
解説
正解は⑴と⑸です。この装置はアンドレアゼンピペットで、沈降法により粒子径を測定します。粒子の沈降速度はストークス式 v＝d²（ρp－ρ）g／18η に従います。粘度を1.6倍、分散媒の密度を1.2 g/cm³ にすると、密度差は1.0 から0.8 に下がるので、速度は0.8÷1.6＝0.5倍となり、沈降時間は2倍になります。粒子径を1/3 にすると速度は1/9 になります。
出典：厚生労働省ホームページ（https://www.mhlw.go.jp/stf/seisakunitsuite/bunya/0000198924.html）を加工して作成