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■ 正解
1(0.021)
■ 与式
溶解速度式:
dC/dt = k S (C_S − C)
S は一定、t=0 で C=0。
この微分方程式の解は、一次反応型の溶解式となり、
C = C_S (1 − e^{-k S t})
11 分後に C = C_S / 2 なので、
C_S / 2 = C_S (1 − e^{-k S·11})
両辺を C_S で割る:
1/2 = 1 − e^{-11 k S}
整理すると:
e^{-11 k S} = 1/2
ln をとる:
−11 k S = ln(1/2) = − ln 2 = −0.693
よって:
11 k S = 0.693
■ S = 3 cm² を代入
11 × k × 3 = 0.693
33 k = 0.693
k = 0.693 / 33
k ≒ 0.021
■ まとめ
・一次溶解式 C = C_S(1 − e^{-kSt}) を用いる
・C = C_S/2 となる時間から指数項を求める
・k = 0.021 min⁻¹·cm⁻²
→ 正解は 1
