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次の式は何の式だろう?

 π = MRT
   

M はモル濃度 [mol / dm³]、R気体定数(0.0820574) [atm · dm³ / K · mol]、T温度[K] である。  

正解は浸透圧(π)を求める式でファントホッフの式という。高校以上の科学で出てくる公式だ。知っている人は科学に関心が高い。



この式は pV=nRT  理想気体の状態方程式と同じであることが後にわかった。浸透圧は2つの液体の間で成立する圧力のことだが、気体の場合の圧力も同じというわけである。

化学熱力学の法則、溶液の浸透圧の発見」によりファントホッフは第1回ノーベル化学賞を受賞する。今日はファントホッフと浸透圧について調べる。(参考HP Wikipedia)

浸透圧とは? プールからあがったとき、水道水などで目を洗うと、しみて痛くなったことはないだろうか?この痛みは浸透圧の作用によるものだ。

濃度が0の真水や水道水に比べて眼球の細胞内の溶液の濃度が高いため、外側の水分子が細胞内へ移動して細胞が膨張し、その時に痛みを伴う。

このため目薬などの点眼薬は、浸透圧を生理食塩水(約0.9%)に合わせ、目にしみないように作られている。  

もし水だけ通す半透膜をへだてて、濃度の高い溶液と濃度の低い溶液が接していた場合、必ず濃度の低い溶液から濃度の高い溶液に水分子が移動する。

これは、濃度の高い方の水溶液中に存在する溶質分子が水分子の移動を阻害するためで、結果として、水は濃度の高い溶液のほうへ移動し、2つの溶液は同じ濃度になる。

このときの水分子が移動する圧力を浸透圧という。

ファントホッフとはどんな人? ヤコブス・ヘンリクス・ファント・ホッフJacobus Henricus van 't Hoff、1852年8月30日〜1911年3月1日)はオランダの化学者

ファント・ホフは1852年オランダのロッテルダムに生まれ、ボン大学でケクレに、ソルボンヌ大学ではヴュルツについて学んだ。

1878年からアムステルダム大学教授として18年間つとめ、1896年からはベルリン大学客員教授兼ベルリン科学アカデミーの会員となって、毎週1時間の講義でも専用実験室をあてがわれるという破格の厚遇をうけた。

ファント・ホフの最初の業績は、1874年に発表した炭素化合物の正四面体構造により立体化学の創始となった論文の発表である。

10年後の1884年には、熱力学第二法則により化学反応論を展開し、浸透圧研究から希薄溶液にボイルの法則の成り立つことを示した。

1886年溶液論を提出してアレニウスのイオン説を裏付けた。

翌1887年オストヴァルト、アレニウスと協力して「物理化学雑誌」を創刊し、物理化学の基礎をつくり、晩年はシュタスフルトの岩塩の成因についての相律(そうりつ)的研究を行った。

1901年ノーベル化学賞の第1回受賞という栄誉に輝いた。

ファントホッフの式とは? 浸透圧 π [atm] は次の式で表わされる(ファントホッフ (van’t Hoff) の式)。  

π = MRT    

M はモル度 [mol / dm³]、R気体定数(0.0820574) [atm · dm³ / K · mol]、T温度[K] である。

これは理想気体の状態方程式 pV=nRT  と同じ形をしている。 
 

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