問 題
下図は、ある界面活性剤水溶液の濃度と表面張力及び難溶性薬物の可溶化量との関係を模式的に示したものである。この図に関する記述として、正しいのはどれか。 2 つ選べ。
- この界面活性剤は、負吸着を示す。
- A は可溶化量を、 B は表面張力を示している。
- 濃度 X では、界面活性剤は全てミセルとして存在している。
- 濃度 X よりも高い濃度では、溶液表面への界面活性剤の吸着量が一定となる。
- 濃度 Y では、疎水基を外側に、親水基を内側としたミセルが形成される。
解 説
選択肢 1,2 ですが
界面活性剤濃度が上がると、A は 濃度 X を境に急激に上昇しています。これは臨界ミセル濃度 (CMC) を超えて急激に増加していると読み取れるため、溶ける量です。A は「可溶化量」が妥当です。
一方、B は濃度 X まで低下していき、濃度 X を境として一定です。これは界面が飽和したことにより表面張力の低下がおさまった と読み取れます。B は「表面張力」です。
そして、界面活性剤を加えると表面張力が下がっているため、この界面活性剤は「正吸着」を示します。
ちなみに「NaCl」 のような表面不活性物質は、溶質が液体内部へと分散していくため負吸着となり、界面張力は溶質の濃度上昇に伴い少しずつ増加します。
従って
選択肢 1 は誤り、選択肢 2 は妥当です。
選択肢 3 ですが
濃度 X は CMC、すなわちミセルを形成し始めるような界面活性剤の濃度です。この時、界面活性剤は、全てがミセル形成しているわけではなく、単分子分散した状態とミセルが平衡状態で存在しています。選択肢 3 は誤りです。
選択肢 4 は妥当です。
濃度 X（CMC）以上では気液界面への吸着がすでに飽和状態に達しています。それ以上濃度を高めても溶液表面（界面）への吸着量は一定に保たれ、余剰の界面活性剤は内部でミセルを形成します。
選択肢 5 ですが
水溶液なので、ミセルは「疎水基が内側、親水基が外側」です。選択肢 5 は誤りです。
以上より、正解は 2,4 です。
参考 代表的な界面活性剤の種類と性質
https://yaku-tik.com/yakugaku/sz-1-2-2/
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