問100薬剤師 第106回
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以下の図と文章は、化学吸着における単分子層形成を表すラングミュアの吸着等温式（式 1 ）の誘導についてのものである。文章中の［ア］及び［イ］にあてはまる式の正しい組合せはどれか。1つ選べ。 吸着質の濃度をC、吸着媒の吸着サイトの全数をΓ∞、吸着質が占有している吸着サイトの数をΓとする。上図では、Γ∞=10、Γ=5 の場合を示す。吸着媒に対する吸着質の吸着過程の速度定数をk₁、脱着過程の速度定数をk₋₁とし、吸着平衡が成立していれば、吸着速度と脱着速度は等しいから、［ア］の関係が成り立つ。［ア］を変形すると、式 1 が得られる。ただし、K =［イ］であり、この値は吸着質と吸着媒の親和性を表し、大きいほど親和性が高い。 ア イ
選択肢をえらぶと、答えと解説が出ます
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ここに答えと解説が出ます
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正答 5解説
正解は5です。図のように吸着質は空いているサイトにしか吸着できないので、吸着速度は濃度Cと空きサイト数（Γ∞−Γ）の両方に比例し、k₁C（Γ∞−Γ）です。脱着は占有されたサイトから起こるので、脱着速度はk₋₁Γです。平衡では両者が等しく、k₁C（Γ∞−Γ）= k₋₁Γ となります。これをΓについて解くと Γ = Γ∞・(k₁/k₋₁)C ÷｛1 + (k₁/k₋₁)C｝となり、K = k₁/k₋₁ です。吸着が速く脱着が遅いほどKが大きく、親和性が高いという説明にも合います。
KEY POINT
吸着速度k₁C(Γ∞−Γ)＝脱着速度k₋₁Γ、K＝k₁/k₋₁「物理」の他の問題
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出典：厚生労働省「第106回薬剤師国家試験」問題（第2分冊）（厚生労働省）
厚生労働省ホームページの公共データ利用規約（PDL1.0）に基づき、出典を明記して掲載しています。問題文・選択肢は厚生労働省が公表した問題PDFから文字を起こしたもので、内容は変えていません。文字で表す都合で、上付き・下付きの字は小さい字、分数は「分子/分母」の1行、囲み枠の空欄は［ ］で表しています。表・構造式・グラフ・写真は、問題PDFの図を切り抜いて載せています。文意を変える書き換えはしていません。解説は当サイトが独自に作成したものです。
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