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。