拡張ぬれが成立するときの固液界面張力 106回薬剤師国家試験問51

106回薬剤師国家試験 問51
一定温度において、ある固体表面に水が薄膜状に拡がり、拡張ぬれが成立するときの固液界面張力(mN/m)はどれか。1つ選べ。なお、固体の表面張力は585 mN/m、水の表面張力は73 mN/m とする。
1 73
2 439
3 512
4 585
5 658

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106回薬剤師国家試験 問51 解答解説

 

正解は3の512である。

 

γS、γL、γSLをそれぞれ、固体―気体、液体―気体、固体―液体の界面張力とする。

 

下の図に示すように固体平面に液滴が接する場合において、

 

拡張ぬれの固液界面張力 106回薬剤師国家試験問51

 

平衡状態では各界面張力γと接触角θについて次のヤングの式が成り立つ。
γS = γSL + γL・cosθ

 

本問では拡張ぬれが成立するときの固液界面張力(γSL)を求める。
拡張ぬれの時、接触角θは0°である。
固体の表面張力(γS)を585 mN/m、水の表面張力(γL)を73 mN/m とするので、
γSLはヤングの式を用いて下記のように計算される。

 

γS = γSL + γL・cosθ より
585 mN/m = γSL + 73 mN/m・cos 0°
cos 0°= 1 より、
γSL = 585 mN/m − 73 mN/m = 512 mN/m

 

 

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