薬剤師国家試験 平成27年度 第100回 - 一般 理論問題 - 問 93

次の文章の  　　 に入る数値及び記号の正しい組み合わせはどれか。１つ選べ。

理想溶液がその気相と平衡にある場合、各成分の蒸気圧は溶液中のモル分率に比例する。成分XとYから成る液体を理想溶液とみなすとき、成分Xのモル分率0.5の溶液と平衡にある蒸気の成分Xのモル分率は 　①　 となる。ただし、成分XとYの蒸気圧をそれぞれ500 hPa、1000 hPaとする。また、成分X、Yが理想溶液とみなせず、XとYの分子間相互作用が同種分子間の相互作用よりも弱い場合の圧力は  　②　 のようなグラフになる。

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解答　７

①理想溶液の蒸気圧は、ラウールの法則※1より以下のように求めることができる。
Xが示す蒸気分圧は、純Xの蒸気圧が500 hPaであり、そのモル分率が0.5であることから、500 hPa×0.5＝250 hPaとなり、同様に、Yが示す蒸気分圧は、純Yの蒸気圧が1000 hPaであり、そのモル分率が0.5であることから、1000 hPa×0.5＝500 hPaとなる。
これらのことより、理想溶液の蒸気圧は、各成分の蒸気分圧の和である250 hPa＋500 hPa＝750 hPaとなる。
設問に「平衡にある」となっていることから、溶液における蒸気圧と蒸気における蒸気圧が等しいと考えられる。
よって、ドルトン分圧の法則※2より、蒸気分圧から、各成分のモル分率を以下のように求めることができる。
Xのモル分率＝250 hPa/750 hPa＝0.33
Yのモル分率＝500 hPa/750 hPa＝0.67

※1　ラウールの法則
理想溶液において各成分の蒸気圧は溶液中に含まれているそれぞれの成分のモル分率に比例する。
※2　ドルトン分圧の法則
理想気体において各成分の蒸気分圧は気体のモル分率に比例する。

②設問に「成分X、Yが理想溶液とみなせず、XとYの分子間相互作用が同種分子間の相互作用よりも弱い場合」とあることから、XとYを混合すると活量係数が1より大きくなり、Aのようなグラフになる。

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