問題
ラウールの法則によれば,希薄溶液の蒸気圧 P は,純溶媒の蒸気圧 P₀ と溶媒のモル分率 X溶媒 との積で求められる。
1 気圧,室温における 15 wt% の食塩水の蒸気圧は,同じ温度の純水の蒸気圧の何倍になるか。最も近い値を答えよ。
ただし,食塩は水溶液中で 100% 解離するものとし,イオン化された Na⁺ および Cl⁻ は非揮発性とする。水の分子量は 18,ナトリウムと塩素の原子量は,それぞれ 23 と 35.5 である。
NaCl → Na⁺ + Cl⁻
① 0.15 ② 0.85 ③ 0.90 ④ 0.95 ⑤ 0.98
【引用】公益社団法人日本技術士会「過去問題(第一次試験)」ページ内掲載資料( https://www.engineer.or.jp/c_topics/010/attached/attach_10606_7.pdf、2025年5月9日アクセス)
解答
与えられた条件:
全体質量 = 100 g と仮定
⇒ 水:85 g、NaCl:15 g
モル数:
水のモル数 = 85 ÷ 18 ≒ 4.72 mol
NaClのモル数 = 15 ÷ 58.5 ≒ 0.256 mol
NaCl は完全に電離し、溶液中では Na⁺ + Cl⁻ の 0.512 mol の粒子となる
粒子総数 = 水 4.72 mol + イオン 0.512 mol ≒ 5.23 mol
水のモル分率 = 4.72 ÷ 5.23 ≒ 0.90
したがって、蒸気圧の比 P / P₀ ≒ 0.90
答え ③