專技高考-藥師藥劑學(包括生物藥劑學)104 年第 13 題單選題
利用滲透壓儀器測量,並以π/C(Y軸)對溶質濃度(C)(X軸)作圖之斜率為>0時,代表溶質與溶媒之間何種力量較大?
B正確答案
以 π/C 對濃度 C 作圖時,斜率大於 0 表示第二維裡係數 A₂ 為正。A₂ > 0 代表溶劑為良溶劑,其物理本質是溶質與溶媒間的「吸引力」較強,使溶質分子被良好的溶劑化層包圍,進而在宏觀上表現為溶質分子間的「有效排斥」(排除體積效應)。題目問的是「溶質與溶媒之間」的作用力,故選吸引力(B)。
為什麼答案是 B
正確。π/C 對 C 的正斜率表示第二維裡係數 A₂ > 0。這代表溶劑為良溶劑,溶質與溶媒間的吸引力(親和力)較大,使得溶質分子容易溶劑化並均勻分散於溶液中。
載入中…
完整詳解
Pro · 無限重點 以 π/C 對濃度 C 作圖時,斜率大於 0 表示第二維裡係數 A₂ 為正。A₂ > 0 代表溶劑為良溶劑,其物理本質是溶質與溶媒間的「吸引力」較強,使溶質分子被良好的溶劑化層包圍,進而在宏觀上表現為溶質分子間的「有效排斥」(排除體積效應)。題目問的是「溶質與溶媒之間」的作用力,故選吸引力(B)。
由滲透壓維裡式 π/C = RT(1/M + A₂C + ...) 可知,斜率 > 0 即 A₂ > 0。這代表良溶劑狀態,溶質與溶媒間的吸引力(親和力)較大,使溶質易於分散。故選 B。
逐選項分析
A✕ 陷阱
錯誤。若溶質與溶媒之間以「排斥力」為主,溶質將難以溶解(對應不良溶劑,A₂ < 0)。雖然 A₂ > 0 在物理上表現為溶質分子間的「有效排斥」(排除體積效應),但這正是因為溶質與溶媒間的「吸引力」較強,使溶質分子被溶劑化層包圍而難以靠近。題目明確問「溶質與溶媒之間」的作用力,故應為吸引力,而非排斥力。
B✓ 正確
正確。π/C 對 C 的正斜率表示第二維裡係數 A₂ > 0。這代表溶劑為良溶劑,溶質與溶媒間的吸引力(親和力)較大,使得溶質分子容易溶劑化並均勻分散於溶液中。
C✕
錯誤。凡得瓦爾力是分子間作用力的統稱,包含引力與斥力成分,無法直接用來回答「何種力量較大」的定性比較。
D✕
錯誤。滲透力(或滲透壓)是溶液因半透膜兩側化學勢差而產生的宏觀熱力學性質,並非描述溶質與溶媒間微觀分子作用力大小的物理量。
π/C-C 圖斜率與分子作用力判讀
| 斜率符號 | 第二維裡係數 A₂ | 溶劑品質 | 溶質與溶媒間作用力 | 溶質分子間有效作用 |
|---|
| >0 | A₂ > 0 | 良溶劑 | 吸引力較大(親和力佳) | 有效排斥(排除體積效應) |
| =0 | A₂ = 0 | θ 溶劑 | 吸引力與排斥力平衡 | 理想狀態(無淨效應) |
| <0 | A₂ < 0 | 不良溶劑 | 吸引力較小(親和力差) | 有效吸引(易聚集) |
A₂ > 0 代表溶質分子間有「有效排斥」(排除體積),但這是因為「溶質與溶媒間」的吸引力強所致。題目明確問「溶質與溶媒之間」的作用力,必須選「吸引力」。若選「排斥力」則是誤把溶質分子間的排斥效應,張冠李戴到溶質與溶媒之間。