107年:藥學三(第2次)

水的冰點下降常數為 -1.86 ℃,1,000 mL 水中含 50 g 葡萄糖,冰點為幾 ℃?

A0.5
B0
C-0.52
D-1.86

詳細解析

本題觀念:

冰點下降(freezing point depression)是依數性質(colligative property)之一,與溶質粒子的莫耳濃度成正比,與溶質種類無關。藥學上常用此原理計算等張溶液配製或評估製劑的滲透壓。

選項分析

(A) 0.5 冰點不可能高於 0°C(純水冰點),加入溶質只會使冰點下降。此選項為正值,不合理,排除。

(B) 0 若結果為 0°C,表示溶液冰點與純水相同,即未添加溶質,與題意矛盾。排除。

(C) -0.52 依冰點下降公式計算: ΔTf=Kf×m\Delta T_f = K_f \times m

  • 葡萄糖(glucose, C6H12O6\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6)分子量 = 180 g/mol
  • 溶質莫耳數 =50 g180 g/mol=0.2778 mol= \frac{50\text{ g}}{180\text{ g/mol}} = 0.2778\text{ mol}
  • 溶劑質量 = 1000 mL 水 ≈ 1 kg(密度 1 g/mL)
  • 重量莫耳濃度 m=0.2778 mol1 kg=0.2778 mol/kgm = \frac{0.2778\text{ mol}}{1\text{ kg}} = 0.2778\text{ mol/kg}
  • $\Delta T_f = 1.86 \times 0.2778 \approx 0.517^{\circ}\t

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