2024追試第4問 問4 界面活性剤 - 質問解決D.B.(データベース)

2024追試第4問 問4 界面活性剤

問題文全文(内容文):
界面活性剤の性質に関する記述として下線部に誤りを含むものはどれか。 最も適当なものを、次の①~④のうちから一つ選べ。

① セッケンは水の表面張力を低下させるはたらきをするため、セッケン水 は繊維の内部に浸透することができる。

② セッケンの洗浄力は、硬水中でも低下しない。

③ 陽イオン界面活性剤は洗浄力は弱いが、頭髪用コンディショナー(リンス)などに含まれており、帯電防止効果や柔軟効果を与える。

④ 界面活性剤の乳化作用により、油分をミセル内部に取り込んだ微粒子を 水中に分散させた乳濁液を得ることができ、乳化作用は食品や化粧品など に利用される。
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問題文全文(内容文):
界面活性剤の性質に関する記述として下線部に誤りを含むものはどれか。 最も適当なものを、次の①~④のうちから一つ選べ。

① セッケンは水の表面張力を低下させるはたらきをするため、セッケン水 は繊維の内部に浸透することができる。

② セッケンの洗浄力は、硬水中でも低下しない。

③ 陽イオン界面活性剤は洗浄力は弱いが、頭髪用コンディショナー(リンス)などに含まれており、帯電防止効果や柔軟効果を与える。

④ 界面活性剤の乳化作用により、油分をミセル内部に取り込んだ微粒子を 水中に分散させた乳濁液を得ることができ、乳化作用は食品や化粧品など に利用される。
投稿日:2024.07.25

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$1mol$あたりの分子数は,実験で求めることができる。
その簡単な測定方法の 1 つに単分子膜法がある。
ステアリン酸 $C_{18}H_{36}O_2$(分子量 284)は,
疎水性の部分と親水性の部分をもつ分子である。
ステアリン酸を,シクロヘキサンなどの蒸発しやすい液体に
溶かし,水面に滴下すると,シクロヘキサンが蒸発したのち,水面では,ステアリン酸分子が親水性の部分を下にして密に並び,分子 1 層からなる単分子膜をつくる。
ステアリン酸 $35.5mg$ をシクロヘキサンに溶かして,全体を $100mL$にした。
この溶液$0.20mL$を水面に滴下したところ,
やがてシクロヘキサンが蒸発してステアリン酸分子が水面に広がり,面積が$330cm^2$の単分子膜ができた。
単分子膜におけるステアリン酸1分子が占有する面積を$s cm^2$として,ステアリン酸$1.00mol$あたりの分子数を$s$を用いて表せ。
また,求める過程も示せ。
$100mL$シクロヘキサン溶液のうち$0.20mL$が実験に使用されたので,シクロヘキサン溶液$0.20mL$溶液中のステアリン酸の質量は,$35.5mg \times \displaystyle \frac{0.20}{100}=0.071mg$、,物質量に直すと$\displaystyle \frac{0.071 \times 10^{-3}g}{284g/mol}=2.50 \times 10^{-7}mol$これが単分子膜 $330cm^2$ に相当する。
$1.00mol$のステアリン酸単分子膜の面積は$330cm^2 \times \displaystyle \frac{1.00}{2.50 \times 10^{-7}}=1.32 \times 10^9cm^2$1 分子あたりs〔cm2〕であるので,分子の数は$\frac{1.32 \times 10^9}{s}$(答)で表される。
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