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毒物劇物取扱者試験問題

問題 20

解　 説

今回のテーマは、溶液の特殊な状態であるコロイド溶液の性質についてです。

化学の「ABC」から、用語の意味をひとつずつ確認しながら進めていきましょう。

出題のねらい：コロイド溶液の主要な性質の識別

この問題は、コロイド溶液が示す代表的な4つの性質（透析、塩析・凝析ぎょうせき、ブラウン運動、チンダル現象）の定義を正確に理解し、特に塩析えんせきがどのような現象であるかを識別できるかを確認するためのものです。

化学のABC：溶液とコロイドの違い

まず、私たちの身の回りにある「水に溶けたもの」には、大きく分けて2つの状態があります。

1. 真の溶液：
   砂糖水のように、溶けている粒子（溶質）が極めて小さく、肉眼はおろか顕微鏡でも見えない状態。
2. コロイド溶液：
   粒子（コロイド粒子）の大きさが真の溶液と濁った水（懸濁液）の中間くらい（だいたい1ナノメートル〜100ナノメートル）の状態。小さすぎず、大きすぎず、特殊な性質を示します。

コロイドの4つの主な性質

問題の選択肢はすべてコロイド溶液の性質に関する記述です。

(1) コロイド粒子が通過できない半透膜を用いることで、小さな溶質粒子とコロイド溶液が分離される現象

選択肢 (1)は、不適切です。

• 理由：これは「透析」と呼ばれる現象の説明です。
  • 半透膜はんとうまくとは、コロイド粒子（中くらいの粒子）は通さないが、小さな溶質粒子（$\text{Na}^+$ や $\text{Cl}^-$ などのイオン）だけを通過させる特殊な膜です。
  • この膜を利用して、コロイド溶液の中に混ざっている余分な小さな粒子（不純物）を取り除く操作を透析といいます。

• 塩析は、沈殿させる現象であり、分離する現象（透析）とは異なります。

(2) 親水コロイドに多量の電解質を加えると、コロイド粒子が集まって沈殿する現象

選択肢 (2)は、適切です。

• 理由：これは「塩析えんせき」と呼ばれる現象の正確な説明です。
  • 親水コロイド：ゼラチン$\ce{(C40H59N11O13)n}$やデンプン$\ce{(C₆H₁₀O₅)n}$のように、粒子が水の分子と非常に仲が良い（水をまとっている）コロイドです。
  • 電解質：水に溶けるとイオンになる物質（例：$\text{NaCl}$）。
  • 親水コロイドは、水の分子をたくさんまとっているため安定しています。しかし、多量の電解質（塩や酸など）を加えると、その電解質が水を奪い取るため、コロイド粒子が裸になり、お互いに集まりやすくなって沈殿（分離）します。この現象を塩析といいます。
  • （ちなみに、疎水コロイドという水と仲の悪いコロイドの場合は、少量の電解質で沈殿しますが、これは凝析ぎょうせきと区別されることがあります。）

塩析えんせきと凝析ぎょうせきは、どちらもコロイド粒子が沈殿する現象ですが、原因が異なります。塩析は、水和して安定化している親水コロイド溶液に多量の電解質を加えて水を奪い、沈殿させます。一方、凝析は、コロイド粒子（特に疎水コロイド）が持つ電荷を、少量の電解質イオンで打ち消して粒子同士を結合させ、沈殿させます。

(3) 熱運動している水分子が、コロイド粒子に不規則に衝突することで起こるコロイド粒子の不規則な運動が見られる現象

選択肢 (3)は、不適切です。

• 理由：これは「ブラウン運動」と呼ばれる現象の説明です。
  • 水分子は絶えず激しく動き回っています（熱運動）。
  • この水分子がコロイド粒子にぶつかることで、コロイド粒子は不規則にジグザグと動きます。この動きがブラウン運動です。

• この現象は、沈殿させる現象（塩析）とは異なります。

(4) コロイド溶液に横から強い光を当てると、コロイド粒子が光を散乱し、光の通路が輝いて見える現象

選択肢 (4)は、不適切です。

• 理由：これは「チンダル現象」と呼ばれる現象の説明です。
  • 真の溶液では見えない光の道筋が、コロイド溶液ではコロイド粒子に光が当たって散乱されることで、光の通路が白く輝いて見える現象です。
  • 映画館でプロジェクターの光の道筋にホコリが見えるのと同じ原理です。

• この現象は、沈殿させる現象（塩析）とは異なります。

まとめ総括

この問題の正解は、選択肢 (2) です。

【コロイドの性質の覚え方】

毒物劇物取扱者試験では、この4つの現象の名前と、それぞれの仕組み（定義）をセットで覚えることが重要です！

一つずつ確実にマスターしていきましょう。

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