問4 次の文章を読み, 後の問い (a~c) に答えよ。 2種類の溶媒にそれぞれ溶解し, それらが互いに接している部分 (界面)に 図1に示すように、ある溶質が、水と有機溶媒のような互いに混ざらない おいて,溶質がそれらの溶媒間を行き来するような平衡状態になる。 溶質 界面 有機溶媒 (有機層) 水(水層) 溶質 図1 溶質が水と有機溶媒それぞれに溶解した平衡状態 図1において,各溶媒に溶解して平衡状態にある溶質(各溶媒に分配され た溶質)の濃度の比は、温度・圧力が一定のもとでは一定の値になる。 例え ば,溶質Aが,水と有機溶媒Bに分配されているとき,有機層におけるAの モル濃度 (mol/L) を [A] 有機, 水層におけるAのモル濃度 (mol/L) を [A] 水層 とすると,次の式 (1) が成り立つ。 KD は分配係数とよばれる。 [A]有機層 = KD(一定値) [A]* == ある温度・圧力のもとで, Aが溶解した水溶液にBを加えてAを抽出する 実験(操作Ⅰ~Ⅲ) を行った。 この実験に関する後の問い (a~c) に答え よ。ただし, 実験中, 温度・圧力は一定とし, Aの溶解による水とBの体積 変化は無視できるものとする。 また,Aは,溶液中で電離や会合はしないも のとする。 操作Ⅰ A 0.090gが溶解している水溶液100mL に, B 100mL を加えて よく振り混ぜ、しばらく静置すると2層に分離した。 このとき,B に抽出されたAは 0.072gであった。

a 操作 Ⅱ A 0.090gが溶解している水溶液100mLに, B50mL を加えてよ く振り混ぜ、しばらく静置すると2層に分離した。 操作Ⅲ 操作 IIで分離した2層のうちの水層 (100mL) のみを取り出し、こ の水層にB50mLを加えてよく振り混ぜ、しばらく静置すると2層 に分離した。 操作Ⅰの結果から,Aが水とBに分配されたときの分配係数 KD を求める といくらになるか。 最も適当な数値を、次の①~④のうちから一つ選べ。 4 A0018 130,672 ① 2.0 ② 4.0 ③ 8.0 ④ 10 目 操作で得ら

問48 分配係数 4 ② 新傾向の問いかけを理解して対応することがで きるかを問う。 有機層に0.072gのAが抽出されたことから,水層 中のAの質量は, - 0.090g 0.072g = 0.018g したがって,Aのモル質量を M[g/mol] とすると, (1)より, 0.072 mol M 100 0.072 g L 1000 100 mL KD = = 4.0 0.018 0.018 g mol M 100 mL 100 L 1000