ファントホッフの法則　状態方程式　浸透圧　高校化学　エンジョイケミストリープラス　114252

#ファントホッフの法則　#気体の状態方程式　#浸透圧　高校化学　エンジョイケミストリープラス
ファントホッフの法則と気体の状態方程式がなぜ同じなのかを説明しています。
内容
浸透圧を学習すると、ファントホッフの式（ΠＶ＝ｎＲＴ）が出てきます。しかし、この式は気体の状態方程式である「ｐＶ＝ｎＲＴ」と激似です。片や気体、片や希薄溶液なのになぜ同じ形なのでしょうか。誰しも「ΠＶ＝ｎＲＴ」を教科書や参考書で目にしたときに「ｐＶ＝ｎＲＴ」を連想したはずです。ところがこのあたりはあまり教科書では力説されておらず、また学校の先生もこの２つ式が同じである理由を説明してくれません。
そもそも高校で出てくる圧力は圧倒的に気体の圧力が多く、気体でなければ圧力は示さないと教わるはずです。しかし、浸透圧は半透膜を介して溶媒と希薄溶液が接しているときに溶媒が希薄溶液に浸透しようとする圧力です。この圧力は実は溶媒が浸透すれば希薄溶液の体積が増えることになるわけですが、希薄溶液の体積を固定化するには外圧を加える必要があります。この外圧と浸透圧が一致しますが、もし溶質を気体分子と見立てた場合、気体分子の内壁に与える圧力が浸透圧とマッチすることになります。溶媒は半透膜をすり抜けますが、気体の場合、希薄溶液の溶媒にあたるものを「真空粒子」に見立てれば、ピストンを「真空粒子」がすり抜けるのと同じ解釈ができるため、希薄溶液と気体が同じような振る舞いをします。よって、ファントホッフの法則でも気体定数を使っているのです。
この話のすごいところはオランダの化学者でノーベル化学賞を受賞したヤコブス・ヘンリクス・ファントホッフが導いた法則と、同じくオランダの物理学者でありノーベル物理学賞を受賞したヨハネス・ファンデルワールスが導いた気体の状態方程式、この２つが希薄溶液と気体で異なるのに「式」で結びついてしまうところに自然科学の面白さがあります。