テオフィリン無水物(分子量180)の結晶、非晶質、及び両者の混合物について、下図のA～Cに示す水蒸気吸着等温線が得られた。
この結果に関する記述のうち、正しいのはどれか。
2つ選べ。
ただし、結晶は吸湿せず、非晶質は相対湿度80%以上ですべて水和物に転移するものとする。
(図: 横軸=相対湿度(%)0〜90、縦軸=質量変化(%)0〜12のグラフ。A・B・Cの3本の吸着等温線が描かれている。Aは相対湿度70〜80%付近で急激に立ち上がり最終的に約10%で頭打ち。Bは同様に立ち上がるが緩やかで最終的に約6%で頭打ち。Cは相対湿度によらずほぼ0%のまま変化しない。)
正解を2つ選んでください。
正答2・5
解説
正解は2と5。
図よりCは相対湿度によらず質量変化がほぼ0%で、水和による転移を起こさない100%結晶を表す。
非晶質は相対湿度80%以上ですべて一水和物(分子量198、無水物180に対し質量増加率(198-180)/180=10%)に転移するため、最終的に約10%まで質量が増加するAが100%非晶質に相当する。
Bは最終的な質量増加が約6%であることから、非晶質の割合をxとするとx×10%=6%よりx=60%となり、質量比で60%非晶質・40%結晶の混合物と求まる。
したがって「Aが100%結晶」「Cが60%結晶・40%非晶質の混合物」は誤りで、無水物は二水和物ではなく一水和物に転移する。
相対湿度50%付近でのBの質量変化は図から約1%であり選択肢5の記述と一致する。