図 164ロロ 《分子量の測定 次の文を読み
アルミ活と輪ゴム, フラスコの質量を測定すると, 合計
で153.2g だった。このフラスコに 2.0gの揮発性の液体 A
を入れ、その口をアルミ箔でおおい, 輪ゴムで止めた。ア
ルミ箔に針で小さな穴を開け, 右図のように沸騰水(100℃)
で加熱して液体を十分に蒸発させた。冷却後, フラスコの
外側の水をよくふきとり, 質量を測定すると154.7g だっ
た。次に,このフラスコに水を満たし, その体積を測定したところ 0.50L だった。
験時の大気圧は1.0 × 10°Pa, 室温での液体 Aの蒸気圧は無視できるものとする。
(1) この液体Aの分子量を, 有効数字2桁で求めよ。
(2) フラスコ内の気体の温度が湯の温度より3℃低かった場合,フラスコ内の気体の
温度が湯の温度と等しい場合と比較すると, 分子量の測定値はどう変化するか。
アルミ箔
輪ゴム
ヘNKロ
温度計 沸騰水 ||
72
3-11 気体の法則
164
166
164(解説)(1) フラスコを満たしていた蒸気の質
(1) 93 (2) 小さ
解答
量 wがわかれば, 気体の状態方程式 PV= RT
W
165(解説)(1) 図
が絶対温度Tに比例
グラフは,気体の体
イルの法則を表す。
(2) 図Aは, 1.0 × 10
は,これと同じ圧力
であるかを読みと
示す温度を読みとこ
M
より, P, V. Tを測定することで, 蒸気の分子量
Mが求められる。
2.0gの液体Aを加熱すると, Aが蒸発し, フラ
スコ内の空気をゆっくりと押し出しながら, やがて,
フラスコ内は完全に蒸気で満たされる(余分な蒸気
は、空気中へ追い出される)。
実験後,フラスコを冷却すると圧力が下がるので
フラスコ内へ実験前と同量の空気が入り込む。一方,
蒸気Aはフラスコ外へ出ていかずに, そのまま凝
縮する。よって, 実験前と実験後のフラスコの質量
の差154.7 - 153.2 = 1.5[g]が, 100℃でフラスコを
満たしていた蒸気の質量に等しい。また, アルミ箱
に穴が開いているので, フラスコ内の蒸気の圧力は
大気圧に等しい。また, 湯浴の温度が100℃なので,
フラスコ内の蒸気の温度も 100℃と考えてよい。
ロ(気体の法則
ものである。図
る温度における
図A
図Bで,1.0 × 1
である。このとき
℃となる。
(3) 図Aより, 1.0
気体の物質量をに
1.0 × 10° × 1.5
-273
1.0 × 10°
8.3 × 10°
n =
図A, 図Bの
図Bに示した
用いられた一
= 4.41 × 10
空気
ン
解答
空気
(1) A:シ
o0c
0
0
(2)137℃
C
Oo0o
6ロロ(理
すべて選べ。
各気体と
として扱え
4.5× 10
の体積解
3 各気
が最も
4)各
alg)
蒸気の質量は,(6-a) [g] で表される
b[g)
166 (解説
PV
1.00
100℃でフラスコ内の蒸気A(分子量 M)について,
nRT
(2) P= 4.5 × 10
気体の状態方程式PV=" RTを適用すると,
はほぼ等しい。
1.0 × 10° × 0.50
1.5
× 8.3 × 10° × 373
M
1.5 × 8.3 × 10° × 373
1.0 × 10° × 0.50
らも同じ 1moL
(3) 各気体はい-
M:
CO,(44), CH,
= 92,8 = 93
wRT,
ーで, Tが小さくなると, 分子量 Mの測
PV
PV
が、
nRT
(2) M=
積よ
いをする。
定値は,(1)に比べて小さな値となる。
参考
5 6.0
(4) 実在気体の
液体の蒸気圧を考慮する場合
実際には,最後にフラスコを冷却したとき、
室温の飽和蒸気圧分だけ蒸気Aが容器中に残
り、その蒸気圧分の空気は外から入れない。 し
たがって、質量 wの測定値は,この空気の質
いす
小さいときに
6 各
れ,大きいと
ギね?
丁寧にありがとうございます！