化学
高校生

(2)の分圧を求める問題で、
私は写真2枚目のように操作②と③で気体の状態方程式を用いて求めようとしたのですが、答えが合いませんでした。 

解答では、(大気圧)-(液体物質の蒸気圧)=8.5×10^4となっていました。

私の方法では,何がいけなかったのでしょうか。(自分では、②では液体物質と空気の両方の圧力を考えているのに、③では空気のみの圧力だけを考えて等式で結んでしまったのがいけなかったのかな…と思っています。)
教えてください。

揮発性の液体物質の分子量を求めるために、図のような内容積100mLの容器を用いて, 次の手順で実験した。【 】内の値を用いて下記の問いに答えよ。ただし,気体はすべて 理想気体とし、液体の体積は無視する。また、温度による容器の体積変化は無視でき,容 器内の圧力は大気圧に保たれるものとする。 【27℃ での液体物質の蒸気圧: 1.50 × 104 Pa, 大気圧: 1.00×105 Pa, 気体定数 : 8.31 × 10° Pa・L / (mol・K), 27 ℃ での空気の密度 : 1.00×10-3 g/mL】 気体が出入り 操作 ① 容器の質量を27℃で測定すると 5.050g であっ た。 できる細管 操作② 容器に液体物質を約1g 入れ, 77℃で液体を完 全に蒸発させた。 容積100 mL 操作 ③ 27℃まで冷却してから質量を測定すると 5.500g であった。 (1) 操作 ① で容器内に入っていた空気の質量(mg) を求 めよ。 $15. [ ]mgo (2) 操作 ③ で 27℃まで冷却した後に容器内に存在している空気の分圧 (Pa) と質量 (mg) をそれぞれ有効数字2桁で求めよ。 (分圧)[ ] Pa,(質量)〔 ]mg (3) 操作 ③ で容器内に残っている液体物質の質量 (mg) を有効数字3桁で求めよ。 [ ] mg (4) 液体物質の分子量を有効数字3桁で求めよ。 [ ]
PQ-63 1.00x (0 35 P₂ 300 350 350 Pe=300 x 1.00 x 10² 0.86 x 105 (Pa)
気体

回答

✨ ベストアンサー ✨

③で液体分圧を引かないとダメです。

②で空気を追い出し、液体物質だけになるのですが、③で、空気が入ってくるから、空気と液体物質の圧力合計が全圧になるから、空気の分圧は(大気圧)-(液体物質の蒸気圧)=8.5×10^4となります。

なお、質量はこの圧力を使い、状態方程式を使い求めましょう🙇

🍇こつぶ🐡

画像では、ボイルシャルルを使っているようでしたが、全圧=空気+液体分圧を使ったら、
空気=全圧-液体分圧だから、こちらの計算を使った方が簡単です(単なる引き算だから)。

質量は先ほど述べたように、気体の状態方程式を使います🙇

stardy

わかりやすい説明、ありがとうございます😊
とても助かりました!!
液体の分圧を考える必要があったのですね。
また機会がありましたら、よろしくお願いします🙇‍♀️

🍇こつぶ🐡

はい、では🙇

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