Question

物流

（２）なのですが答えで出てきた酸素の物質量から水に溶けた酸素の物質量を引かないとだめではないのですか？

「練習問
とする。 気体定数は 8.3 × 10° PaL/ (molK) とする。 ただし、気体はすべ
酸素は 1.0×10 Paのときに, 27℃の水1Lに1.0×10-3mol 溶けるもの
理想気体とし、気体の溶解度と圧力の間にはヘンリーの法則が成り立つもの
とする。 気体の水への溶解にともなう水の体積変化, および温度変化にともな
う水の体積変化、水の蒸気圧は無視できるものとする。
容積が1.1Lの容器に水1Lと酸素を入れた。 容器を密閉したまま27℃に保
ち、十分に長い時間静かに放置すると、 容器内の圧力は 1.0×10 Paで一定と
なった。
(1) 下線の状態において, 容器内の水に溶けている酸素の物質量を有効数字
2桁で求めよ。
(2) 下線の状態において, 容器内に気体として存在する酸素の物質量を有効
数字2桁で求めよ。
解き方
(青山学院大 )
(1)手順①より,まず,問題文からデータを見つけ、分数に書き直しまし
「酸素 O2 は 1.0×10 Paのときに, 27℃の水 1L に 1.0×10-mol
「溶ける」とあるので,
1.0×10-3mol 溶ける
第
蒸気圧・理想気体と実在
と書き直します。
(1.0x10 Pa
•
水1L
酸素 O2は,
のとき
に
次に実験のようすを図に表してみます。 容積 1.1Lの容器に水 1L を入
きそう
れたので,気体部分(⇒気相という)の体積が 1.1-1=0.1L になる点に
注意しましょう。
(27°C)
容積1.1L
0
気相の体積1.1-1=0.1L
水1L
Po2 = 1.0×10 Paとなる
27℃に保ち、 長い時間放置すると、
酸素O2の圧力が1.0×10 Paで一定となる

容器の気相は酸素 O2 だけが存在しているので、酸素の圧が
1.0×10 Pa) になりますね。 また、水の体積は1Lです。
よって、容器内の水に溶けている酸素 O2 の物質量 [mol]は、手
り、単位を消去することで求めることができます。
1.0×10 - [mol
1.0×10 ° Pa水1×1.0×10°Pa × 水化
Paどうしを消去します
Lどうしを消去します
1.0×105
=1.0×10-3x
×
=
1.0×105
1.0×10 - mol
(2)図の気相(O.1L)の酸素 O2 の物質量〔mol〕を求めます。
気相部分だけ図に表し直してみましょう。
27°C
O2
気相の体積 0.1L
Po2=1.0×10 Pa
(P,V,T)の値がわかっているので,nの値が求められます。 よって、
3つのデータ
気相のO2 のデータを PV=nRT にあてはめます。
答え
„ x 8.3×10°× (273+27)
1.0×10×0.1
=no2
PにPa
no2
VIL nはmol R は 8.3×10
105×0.1
8.3 x 10°×300
(1) 1.0×10-3 mol
(2) 4.0×10-3mol
TにK
≒ 4.0×10-mol
第8