第102回薬剤師国家試験　問93

解答
1、4

解説
本設問のグラフを次のように読み取ることができる。
・T₁より低温
低温状態であることから、純物質は固体で存在する。
T₁で化学ポテンシャルが変化していることから、T₁は融点（凝固点）であると考えられる。
・T₁〜T₂
融点（凝固点）より高温であることから、純物質は液体で存在する。
T₂で化学ポテンシャルが変化していることから、T₂は沸点であると考えられる。
・T₂より高温
沸点より高温であることから、純物質は気体で存在する。
１　正
化学ポテンシャルμと温度Tの関係は以下の式で表すことができる。
μ＝h－T・s
h：モル当たりのエンタルピー、s：モル当たりのエントロピー
よって、化学ポテンシャルμと温度Tの関係を示すグラフの傾きは、モルあたりのエントロピーを示す。
２　誤
自由度Fは以下の式より求めることができる。
F＝C＋2－P
C：成分の数、P：相の数
温度がT₂（沸点）とき、液体と気体の二相が共存している。
よって、T₂のときの自由度Fを以下のように求めることができる。
F＝1＋2－2＝1
＊純物質の場合：成分の数は1であることから、C＝1である。
３　誤
化学ポテンシャルが低い方向に自発的に反応が進行する。温度がT₃のとき、液相よりも気相の化学ポテンシャルが低いため、この純物質は自発的に気相に変化する。
４　正
純物質に不揮発性物質を溶解すると、凝固点降下（T₁が左側に移動）及び沸点上昇（T₂が右側に移動）が認められるため、液相の化学ポテンシャルのグラフは図中のbの方向に移動する。