令和03年度 第106回 薬剤師国家試験問題
必須問題 - 問 51

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問 51  難易度 :

 国家試験問題

国家試験問題
一定温度において、ある固体表面に水が薄膜状に拡がり、拡張ぬれが成立するときの固液界面張力(mN/m)はどれか。1つ選べ。なお、固体の表面張力は585 mN/m、水の表面張力は73 mN/mとする。

1 73
2 439
3 512
4 585
5 658

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問 51    

 e-REC解説

解答 3

ぬれとは、固体表面を液体が接触する現象のことであり、ぬれの程度は一般に接触角θを用いて表される。固体表面における液滴の接触角θと界面張力(表面張力)の関係は、Young式で表すことができる。

<Young式>
γSγSLγL cosθ
θ:接触角
γL:水の表面張力
γS:固体の表面張力
γSL:固液界面張力

スクリーンショット 2021-05-24 14.30.39.png

ぬれは、接触角の大きさにより拡張ぬれ(θ=0°)、浸漬ぬれ(θ≦90°)、付着ぬれ(θ≦180°)の3つに分けられる。
設問文より、「拡張ぬれが成立するとき」、「固体の表面張力は585 mN/m、水の表面張力は73 mN/m」
とあるため、θ=0°、γS=585 mN/m、γL=73 mN/mとなり、Young式に代入すると次式で表すことができる。

585 mN/m=γSL+73 mN/m cos 0°

cos 0°=1であることから

585 mN/m=γSL+73 mN/m
γSL=512 mN/mとなる。

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