問 題
以下の図と文章は、化学吸着における単分子層形成を表すラングミュアの吸着等温式 (式1) の誘導についてのものである。文章中の [ ア ] 及び [ イ ] にあてはまる式の正しい組合せはどれか。1つ選べ。
吸着質の濃度を C、吸着媒の吸着サイトの全数を Γ∞、吸着質が占有している吸着サイトの数を Γ とする。上図では、Γ∞＝10、Γ＝5 の場合を示す。
吸着媒に対する吸着質の吸着過程の速度定数を k1、脱着過程の速度定数を k－1 とし、吸着平衡が成立していれば、吸着速度と脱着速度は等しいから、[ ア ] の関係が成り立つ。[ ア ] を変形すると、式1 が得られる。
ただし、K＝[ イ ] であり、この値は吸着質と吸着媒の親和性を表し、大きいほど親和性が高い。
正解．5
解 説
選択肢の活用を考えます。
式１における K は、選択肢 より、k1/k－1 か、k－1/k1 です。k1/k－1 と仮定します。すると、式１は以下のように変形できます。
従って、正解の候補が選択肢 5 であるとわかります。
もしも K が k-1/k1 とすれば、先ほどの式変形における k1 と k-1 が交換された式になると考えられます。すると、C の係数として k-1 が対応してしまい、選択肢の中に対応する式が見つかりません。
以上より、正解は 5 です。
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