問 題
水溶液中のイオン間相互作用に関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。
- 強電解質のモル伝導率は、濃度に比例して増加する。
- 難溶解性塩であるAgClの溶解度は、NaNO3の添加によるイオン強度の増大とともに増大する。
- 高濃度の強電解質溶液におけるイオンの平均活量係数は、1より大きくなることがある。
- 水中における電解質のイオン間相互作用は、アルコールなどを添加して溶媒の誘電率が低下すると減少する。
- アルカリ金属における極限モル伝導率は、K+ ＜ Na+ ＜ Li+の順に大きくなっている。
解 説
選択肢 1 ですが
モル伝導率は、濃度が大きくなると小さくなります。よって、選択肢 1 は誤りです。
選択肢 2 は、正しい選択肢です。
いわゆる、異種イオン効果です。難溶性塩の構成要素「ではない」電解質を加えると、溶解度は「大きく」なります。イメージとしては、他のイオンが溶液中に加わることで相対的に、難溶性塩の構成部分のイオンが少なくなります。そこで、今までの濃度にしようとより溶けるように平衡が移動する というものです。
ちなみに、共通イオン効果の方がよく知られている気がします。共通イオン効果とは、難溶性塩の構成要素「を含む」電解質を加えると、ルシャトリエの法則により、平衡が偏って溶けてたイオンが、分子形に戻ろうとします。つまり、溶解度が「小さく」なります。
選択肢 3 は、正しい選択肢です。
平均活量係数は、１を超えることがあります。
選択肢 4 ですが
電解質として、NaCl をイメージします。水中で、Na+ と Clー に電離します。これらの相互作用は溶媒である水が電離すると、電離した水との相互作用により邪魔されます。イメージとしては、つきあってる 2 人（Na+ とClー）が渋谷とかにいったらいっぱい素敵な男女（水が電離してできたイオンの例え）がいるので目移りしてしまって、お互いを見る頻度が少なくなる感じです。従って、アルコールなどの添加により溶媒の誘電率が低下してくれれば、相互作用は増加すると考えられます。
以上より、選択肢 4 は誤りです。
選択肢 5 ですが
陽イオンの原子半径が大きい → 相対的に、水和されにくい → 水はそもそも伝導率高くない → 伝導率が高くないやつに囲まれない方が伝導率が高い。となります。
つまり、選択肢中のイオンなら、Li+ ＜ Na+ ＜ K+ となります。※ H+ は例外的に高い。水の一部を跳躍伝導的に伝わることができるから。よって、選択肢 5 は誤りです。
以上より、正解は 2,3 です。
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