浸透圧とは?ナメクジが縮む謎から計算式・身近な例まで解説

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高校化学(化学基礎・発展化学)で扱う浸透圧の定量的アプローチにおいて、最重要となるのがオランダの化学者ヤコブス・ヘンリクス・ファントホッフが導き出した「ファントホッフの法則」です。

希薄溶液において、浸透圧は溶質の種類に関係なく、溶液のモル濃度と絶対温度に比例します。これは理想気体の状態方程式($PV = nRT$)と全く同じ形式をとります。

【浸透圧の計算公式】
$$\Pi V = nRT \quad \Longleftrightarrow \quad \Pi = CRT$$

  • $\Pi$(パイ):浸透圧[単位:$\text{Pa}$(パスカル)]
  • $V$:溶液の体積[$\text{L}$]
  • $n$:溶質の物質量[$\text{mol}$]
  • $R$:気体定数($8.31 \times 10^3 \ \text{Pa}\cdot\text{L}/(\text{K}\cdot\text{mol})$)
  • $T$:絶対温度[$\text{K}$](摂氏℃ + 273)
  • $C$:モル濃度[$\text{mol/L}$]($C = n/V$)

電解質(食塩水など)の場合は水中でイオンに電離するため、粒子全体の総物質量(電離度を考慮した値)を計算に用いる点が試験での頻出引っかけポイントです。また、高分子化合物の分子量測定(浸透圧法)にもこの公式が広く活用されています。

吉田 誠

吉田 誠

インテリア&ライフスタイルコーディネーター

最新のテクノロジーと生活デザインの融合をテーマに、国内外の最新トピックを発信しています。

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