解決済み
高校化学の蒸気圧降下について質問があります。
密閉容器に水と、食塩水を入れておくとします。
①食塩水は蒸気圧降下が発生する。
②水と食塩水の蒸気圧はいずれ等しくなる。
上記2つの条件が同時に満たされる状況は、ありうるのですか？
すべての温度において、食塩水の蒸気圧曲線は水の蒸気圧曲線より下に移動しているので、交わることはありません。つまり②が成り立たないのです。
このとき、考えられるのは
「水がすべて蒸発してそれらが食塩水に移動している」ですが
こんなことがありうるでしょうか？
ベストアンサー
以下の様子は自分の手でノートなどに書いて視覚的に考えることをお勧めします。試験管の絵を描いて反応速度をそれぞれ "" などと表してみましょう。それでは始めます。
「平衡」を用いて考えてみましょう。
食塩水⇄水蒸気⇄純水
という平衡が成り立っているはずです。平衡を考えるため、液化と気化の速度を考えなければなりません。
まずは気化速度を考えます。
それぞれの液体の表面を想像してください。純水の表面にあるのは無数の水分子です。対して、食塩水の方は水と食塩、つまり不揮発性の塩です。
そのため純水の方が水分子の割合が高く、気化の速度も高いです。
液化速度はというと、厳密には少し純水の方が大きいですが
気化速度の差>>液化速度の差 (理由は高校範囲では説明が難しいです。ざっくり言えば表面の配列の違いです)
なので無視できます。
つまり気化速度の差のせいで、純水の方が蒸気圧が高いわけです。蒸気圧曲線は正しかったのです。
余談ですが、この実験に違和感がある一番の理由は実体験に即していないからでしょう。それもそのはずで、実際にこの実験を試験管で行うと数万年単位で時間がかかるという試算が出ています。
