水との混和性を確認してから密度を比べる
問1 二液相の上下と溶媒密度
問1で外すのは、水と混ざらない溶媒を見つけた時点で答えを決めてしまうときです。水と二相を作り、かつ水相を上層にするには、水より密度の大きい有機溶媒が必要です。該当するクロロホルムが正答5です。
公式正答 5
1は誤りです。ジエチルエーテルは水と二相を作りますが、密度は約0.71 g/mLで水より小さく、有機相が上層になります。
2は誤りです。1-オクタノールは水と分離しても密度が約0.83 g/mLなので、有機相が上層です。
3は誤りです。n-ヘキサンは水と混和せず、密度が約0.66 g/mLのため上層になります。
4は誤りです。トルエンは水と二相を作りますが、密度が約0.87 g/mLなので上層はトルエン相です。
5が正しいです。クロロホルムは水とほとんど混和せず、密度が約1.49 g/mLで水より大きいため下層となり、水相が上層になります。
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濃度、電荷の二乗、2分の1をそろえる
問2 イオン強度の定義式
公式正答 5
イオン強度は各イオンのモル濃度に電荷数の二乗を掛けて合計し、2分の1を掛けます。したがって正答は5です。
1は誤りです。電荷を一乗で足すと正負が相殺され、溶液中の静電的な寄与の大きさを表せません。
2は誤りです。濃度を二乗する定義ではなく、濃度は一乗のまま用います。
3は誤りです。濃度と電荷の二乗は含みますが、陽イオンと陰イオンを重複なく数えるための係数1/2がありません。
4は誤りです。二乗するのは濃度ではなく電荷数です。多価イオンの寄与が電荷の二乗に比例する点が要点です。
5が正しいです。I = 1/2 Σ c_i z_i^2であり、モル濃度c_iと電荷数z_iの二乗を使います。
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式をln kと1/Tの一次式へ変形する
問3 アレニウスプロット
公式正答 1
ln k = ln A - Ea/(RT)なので、縦軸ln k、横軸1/Tのグラフは傾きが負の直線です。正答は1です。
1が正しいです。傾きは-Ea/Rで負となり、切片はln Aです。
2は誤りです。正の傾きでは、温度低下に伴って速度定数が増す関係になり、通常の正の活性化エネルギーと合いません。
3は誤りです。水平線は速度定数が温度に依存しないことを意味します。
4は誤りです。ln kと1/Tの関係は指数曲線ではなく一次関係です。
5は誤りです。低下方向は合っていても曲線であり、アレニウス式を対数変換した直線関係を満たしません。
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A = -log10 Tへ代入する
問4 吸光度と透過率
公式正答 2
吸光度1.0ではT = 10^-1 = 0.10なので、透過率は10%です。正答は2です。
1は誤りです。透過率1%はT=0.01であり、吸光度は2.0です。
2が正しいです。A=-log10TにA=1.0を入れるとT=0.1、百分率で10%です。
3は誤りです。透過率50%の吸光度は-log10(0.5)≒0.301です。
4は誤りです。透過率90%では吸光度は約0.046にすぎません。
5は誤りです。透過率99%はほぼ全量が透過する状態で、吸光度は約0.0044です。
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中心のずれと分布幅を別々に見る
問5 分析法の真度と精度
公式正答 4
真度は平均が真値100.0に近いこと、精度はばらつきが小さいことです。両方を満たすヒストグラム4が正答です。
1は分布が狭く精度は高いものの、中心が真値より低く、系統誤差があるため真度が低い図です。
2は中心が真値付近でも分布が選択肢4より広く、精度が十分に高いとはいえません。
3は真値を中心に左右へ広がっており真度は高い一方、偶然誤差が大きく精度が低い図です。
4が正しいです。真値100.0付近に狭く集中しているので、偏りが小さく、再現性も高い分布です。
5は分布が真値より高い側へ偏り、中心が100.0から外れているため真度が低い図です。
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