Question

ちづ

アではmol分率を求めようと思ったのですがわからずこたえは温度の比でやっていてよくわからないことになってしまいました。わかりやすく教えていただきたいです🙇

準 76. 〈密閉容器内の気体の溶解〉
10℃で 8.1×10molの二酸化炭素を含む水500mLを容器に
入れると, 容器の上部に体積 50mLの空間 (以下, ヘッドスペー
スという)が残った (右図)。 この部分をただちに10℃の窒素で
大気圧 (1.0×10 Pa) にして, 密封した。 この容器を35℃に放置
して平衡に達した状態を考える。
このとき,ヘッドスペース中の窒素の分圧は アPaになる。
なお, 窒素は水に溶解せず, 水の体積および容器の容積は10℃
のときと同じとする。
ヘッドスペース
50mL
二酸化炭素
を含む水
500mL
8.1×10-2mol
二酸化炭素の水への溶解にはヘンリーの法則が成立し, 35℃における二酸化炭素の
水への溶解度 (圧力が1.0×10 Paで水1Lに溶ける, 0℃, 1.0×105 Pa に換算した気体
の体積) は 0.59Lである。 ヘッドスペース中の二酸化炭素の分圧を 〔Pa] として, ヘ
ッドスペースと水中のそれぞれに存在する二酸化炭素の物質量 n [mol] とn2 〔mol] は,
を用いて表すと
n =
xp
n2=ウ xp
ルー
である。これらのことから, ヘッドスペース中の二酸化炭素の分圧力はエ Paであ
る。 したがって, 35℃における水の蒸気圧を無視すると, ヘッドスペース中の全圧は
Paである。
HOM
問い ア~オ に適切な数値を有効数字2桁で記せ。 R=8.3×10°Pa・L/(K・mol)
〔15 京都大 ]

(イ 2.0×10-8 (ウ) 1.3 × 10-7
(オ) 1.6 × 105
76 ア 1.1 × 105
(エ) 5.4 × 104
35+273
解説 (ア) 1.0×105×
1.08 ×10≒1.1×10(Pa)
10+273
(イ)ヘッドスペース(気相)において, pV=nRT より,
50
px-
-=n1×8.3×10×(35+273)
1000
n=1.96‥‥×10-p=2.0×10-p ......①
……①
(ウ) 水中 (水相)において, ヘンリーの法則より.
0.59
p
500
n2 =
-✗
22.4 1.0 × 105
1000
=1.31×107p1.3×107p .... (2
(エ) 封入したCO2 は気相と水相に存在し, CO2 の物質量の総和は変化
しないから,
n+n2=(0.196+1.31)×10-p=8.1×10-3
※③
p=5.37...×10≒5.4×10^(Pa)
(オ) D全=PNz+pcoz= (1.08+0.537)x10≒1.6×10(Pa)
※②
密閉容器における
を考えるとき、
CO2 の分圧
気相のCO
水相のCO
とおき,
・気相で V
・水相でヘンリー
CO2の物質量の
n=ntm
の3式を使って
③
ちなみに,この他
式に代入
n≒1.1×10mol
n2≒7.0×10mol
となる。

9
176,
P) V = nRT
ANZ
104273
PN
Pall
こ
PN2 = 1=0×105 ×
35+273
全メモル分率
Mall
Pall
35+273
ANZ 35+27?
Nall To+273
PH₂ = MART₁
V
.n. T₁
=
Pall
Mall RT
=
AzTz
V

分圧

Answer 1

✨ Jawaban Terbaik ✨

まろん

10℃と30 ℃それぞれについて、とにかくまず状態方程式を書いてください。そこからどうするかは状態方程式を見ながら考えます。「温度の比が…」とか、ややこしいことを考えなくても、状態方程式さえ書ければ、後は単なる数式の処理をこなすだけで求められます。

まろん

30℃ではなく35℃でしたね。すみません。

ちづ

すごく理解できました！絵もまとめ方も丁寧でわかりやすかったです☺︎これからは問題を解く時にこんな感じで考えるようしてみます。本当にありがとうございます♪

まろん

お役に立ててよかったです♪
状況をうまく整理しながら解いてみてくださいね😄