Question

まる

マーカー部分についてで
これはトリチェリーの真空の（液体の蒸気圧）＋（水銀柱による圧力）＝（大気圧）と同じとみなして大丈夫ですか？

問題 162~167で, 必要な場合は, 気体定数R= 8.3 × 10°Pa·L/(K·mol) として計算せよ。
27℃
9.7×104Pa
図 162ロ
上置換で捕集したら, 27℃, 9.7 × 10'Paで, その体積は
0.54L であった。27℃における飽和水蒸気圧を4.0 × 10° Pa
として,次の問いに答えよ。
(1) 捕集した水素の物質量を求めよ。
(2) メスシリンダーの内外の水面を一致させてから, 体積
の測定を行うのはなぜか。その理由を簡単に説明せよ。
ロ (気体の水上捕集> 水素を右図のように水
十メスシ
リンダー
水
71
カ
を
冷 630 ()
し L1
T田 田ー

162(解説) 水上捕集した気体中には, 必ず, 飽和
の水蒸気が含まれていることに留意する。
(1)水上捕集した気体は, 集めた気体と水蒸気の混合
気体となり、その全圧が大気圧とつり合う。容器内
では、水の気液平衡が成り立つから, 水蒸気の分圧
は,27℃の飽和水蒸気圧の 4.0 × 10°Pa と等しい。
大気圧
水の飽和
蒸気圧
水素の
分圧
水
(水素の分圧)= (大気圧) - (飽和水蒸気圧)より,
PH,= 9.7 × 10°- 4.0 × 10° = 9.3× 10°(Pa]
H。 について, PV= nRT を適用して,
9.3 × 10° × 0.54 = n × 8.3 × 10° × 300
9.3 × 10° × 0.54
n =-
8.3 × 10°× 300
= 2.01 × 102 = 2.0 × 10- [mol)
(2) メスシリンダー内の気体の圧力は,直接測定でき
ない。メスシリンダー内外の水面の高さを一致させ
ると,メスシリンダー内部の気体の圧力を大気圧に
等しく合わせることができる。
参考
メスシリンダー内の水面が高い場合
圧力のつり合いは、
大気圧=捕集した気
体の分圧+飽和水蒸
気圧+水柱の圧力と
なり、捕集した気体
の分圧は、水柱の圧
カ分だけ真の値より
も小さく測定されてしまうことになる。
捕集した
レ気体の分圧
レ水蒸気圧
レ水柱の圧力
大気圧
n