問 題
図の装置を用いて、懸濁剤に分散している球状の粉末粒子の粒子径を測定した。本測定に関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。
ただし、分散媒、分散粒子の密度はそれぞれ1.0g/cm3、2.0g/cm3とする。
- アンドレアゼンピペットを用いた沈降法による粒子径測定である。
- ラングミュア式を利用して粒子径を算出する。
- コロイド粒子の粒子径を測定することができる。
- 懸濁剤に分散している粒子径を1/3にすると、分散粒子の沈降速度は1/3になる。
- 増粘剤添加により分散媒の粘度を1.6倍、分散媒の密度を1.2g/cm3にすると、分散粒子の沈降時間は2倍になる。
解 説
選択肢 1 以外を、確実に判断・推測したい 知識、計算問題です。
問題文において「球状の粉末粒子」という表現が使われていることや、図の装置について知らなかったとしても、ガラス器具の一種であること、過去問で触れてきた内容（99-176、101-175 など）をふまえ、「沈降法によって粒子径を測定する」ということだと推測します。この前提に基づき、各選択肢を検討します。
選択肢 1 は妥当です。
選択肢 2 ですが
ラングミュア式は、単分子の吸着に関する式です。（97-50 選択肢 4）。吸着量からわかるのは、比表面積です。比表面積から粒子径は、算出できません。選択肢 2 は誤りです。
選択肢 3 ですが
コロイド粒子は、放置しても沈殿しません。従って、図の装置では測定できないと考えられます。選択肢 3 は誤りです。
選択肢 4 ですが
ストークスの式により、沈降速度は粒子径の２乗に比例します。従って、粒子径を 1/3 倍にすると、鎮江速度は 1/9 倍となります。選択肢 4 は誤りです。
選択肢 5 は妥当です。
ストークスの式により、沈降速度は、「粘度に反比例」・・・（１）、「分散粒子の密度ー分散媒の密度」・・・（２）に比例 です。
（１）により、1/1.6 倍
（２）により、2.0 ー 1.0 = 1.0 が、2.0 ー 1.2 = 0.8 となるため、0.8 倍となります。あわせて 1/1.6 × 0.8 = 1/2 倍です。
速度が1/2 倍になれば、沈降時間は２倍です。
以上より、正解は 1,5 です。
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