Question

勉強頑張ろ！！

この問題の ウを詳しく教えて下さい！

値を記述せよ。
71. 〈密閉容器内の気体の溶解〉
10°℃ で8.1×10-°mol の二酸化炭素を含む水500mL を容益に
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°C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口ア 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°℃C
のときと同じとする。
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°C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,標準状態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か[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,かを
用いて表すと
ヘッドスペース
50mL
二酸化炭素
を含む水
500mL
ni=イ×か
n2=| ウ |×か
である。これらのことから, へッドスペース中の二酸化炭素の分圧かはエ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
|オ]Pa である。
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/(Kmol)
(15 京都大)
78. 〈浸透圧〉
0

77 ア 1.1×10°
(イ) 2.0×10-8
※04
(ウ) 1.3×10-7
体
5.4×10°
オ 1.6×10°
35+273
10+273
(イ)ヘッドスペース(気相)において, かV=nRT より,
※D
密閉容器における気体の溶解
を考えるとき,
CO2の分圧……[Pa]
気相の CO2…n.[mol]
水相の CO………n2[mol)
とおき。
解説(ア) 1.0×10°×-
-=1.08…×10°-1.1×10°(Pa)
C)
50
p×-
1000
=n×8.3×10°× (35+273)
答
ni=1.96…×10-カ=2.0×10-D
…D
気相で pV=nRT
*水相でヘンリーの法則
. CO2の物質量の総和
和
(ウ)水中(水相)において,ヘンリーの法則より,
0.59
22.4
500:
1000
o
D
1.0×10
N2=
n全=ni+n2
Choif
の3式を使って解く。
=1.31…×10-7p=1.3×10~7b
(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
ni+n2=(0.196+1.31)×10-7カ=8.1×10-3
※2
ちなみに,この値を①, ②の
式に代入して計算すると
n=1.1×10-°mol
o
※24
-ル n2=7.0×10-°mol
00.0
p=5.37…×10*=5.4×10°(Pa)
(オ)p全ーDNa+ pco:=(1.08+0.537)×10°=1.6×10°(Pa)
NaCL + HO
000
00
ケ中くサ 高分子化合物が溶質の場合,
となる。
※3
(1)の凝固点降下度の測定より
も,(2), (3)の浸透圧の方が運
※34
78 (1) 1.9×10-4K (2) 2.5×10°Pa (3) 25mm(4) 42
定しやすい。
C-CH
(※の
解説(1) At=K;m より,
1.0
1000
-4=1,9×10-4(K)
水銀の密度(13.6g/cm°)は

Answer 1

数学にがて大生

ヘンリーの法則により
気体の溶解量は圧力に比例し体積に反比例します。
このことを式に当てはめると

水中のn(mol)=N(1Lあたりの溶解量)
×P(圧力)×V(水の体積(L))
と立式できます

求めたいのは水中の物質量なので溶解量をmolに揃えて計算し、圧力に比例することから分圧と大気圧の比を掛けると答えのような式になります

勉強頑張ろ！！

ありがとうございます！理解できました。