Question

生物

229(2)の問題で解答に1.0×10^5で割ると書いてあるところ(ピンクのマーカー)がなんで1.0×10^5で割るのか教えて欲しいです。

229.気体の溶解度 1.0×105 Pa で,酸素,窒素は0℃の水1Lにそれぞれ49mL. 24mL
溶ける。空気における酸素と窒素の体積比を1:4として,次の各問いに答えよ。
0℃で, 1.0×10°Paの酸素に接している水1Lに溶ける酸素の質量は何gか。
(2) 0℃. 1.0×10Paのもとで, 1L の水に空気を接触させておいたとき、溶けこむ室
素の質量は何gか。
(3) 0℃. 1.0×10°Paのもとで, ILの水に空気を接触させておいたとき、溶けている
酸素の体積を標準状態に換算して表すと, 何 mLになるか。
(4)水に溶存している気体を追い出すのに,最も効果的な方法を次のうちから選べ。
3 冷却して圧力を上げる
6 加熱して圧力を上げる
2 冷却する
0 かくはんする
の 加熱して圧力を下げる

229.気体の溶解度
解答
(1)7.0×10-2g (2) 2.4×10-2g (3) 9.8mL (4) ④
0℃,1.0×105 Pa において, 気体1mol の体積は 22.4L
解説
(-22.4×10°mL)なので,0C, 1.0×10°Pa において, 水1Lに溶ける
酸素の物質量は 49/(22.4×10) mol である。酸素 O2のモル質量は32
g/mol なので,水1Lに溶けている酸素の質量は,次のようになる。
32g/mol×
49
22.4×103
mol=7.0×10-2g
(2) 窒素の分圧は, 全圧×モル分率で求められ, 同温·同圧では, 物質
量の比=体積の比なので,モル分率=体積分率となり,窒素の分圧=
全圧×体積分率と表される。空気は酸素と窒素が体積比1:4で混合し
た気体なので,0℃, 1.0×10Paにおける空気中の窒素の分圧は,
窒素の分圧=1.0×105 Pa×
4
-=1.0×105×
4
- Pa
1+4
一方,0℃, 1.0×10°Paにおいて, 水1Lに溶ける窒素は 24mL であり,
その物質量は 24/(22.4×10°)mol となる。ヘンリーの法則から, 溶解す
る気体の物質量は,その気体の分圧に比例するので,窒素の物質量は,
1.0×10×(4/5)
1.0×105
24
24
22.4×10°
4
mol
5
mol×
22.4×10°
窒素 N2のモル質量は 28g/molなので,
4
-mol=2.4×10-2g
5
24
28g/mol×
22.4×103
(3)(2)と同様にして, 酸素の分圧を求めると,
酸素の分圧=1.0×10Pa×
1
-=1.0×10×- Pa
1+4
0℃, 1.0×105Pa において, 水1Lに溶ける酸素の物質量は,(1)から,
49/(22.4×10°) mol である。溶解する気体の物質量は,その気体の分圧
に比例するので,酸素の物質量は,
49
22.4×10
これを標準状態の体積に換算すると,
1.0×105×(1/5)
1.0×105
49
- mol
mol×
22.4×10°
1
-mol=9.8mL
5
49
22.4×10°mL/mol×
22.4×10°
(4) 気体の溶解度は、圧力に比例して大きくなり, また, 温度が高くな
ると小さくなる。したがって. 低圧にして,加熱するとよい。
020
地 上」ロ

気体の溶解度 ヘンリーの法則