Question

、

この問題で、設問(2)を解くにあたり、エタノール溶液のエタノールのモル分率を求めると思いますが、
大気圧と等しくなる時のエタノールと水の割合がここで求められたはずなのに、(エタノールモル分率0.60)大気圧に占めるエタノールの割合を設問(3)で考えた時、異なる値(エタノールモル分率0.78)が出るのはどうしてなのでしょうか？

液体が気液平衡にあるときに蒸気が示す圧力を蒸気圧という。 互いによく混じり合
う液体Xと液体Yの混合溶液における X の蒸気圧 Px は,Xが単独で示す蒸気圧 Px
に混合溶液中のXのモル分率をかけたものになる。
Px = Pxox
(nx,ny は混合溶液中の各成分の物質量)
混合溶液におけるY の蒸気圧 Py についても同様であり、溶液全体の蒸気圧Pは各
成分の蒸気圧の和になる。
nx
nx+ny
P=Px+Px
例えば,質量パーセント濃度 46%のエタノール水溶液中のエタノール (分子量 46)
のモル分率は
であり、25℃におけるこの溶液の蒸気圧は イ Paにな
る。
ある濃度のエタノール水溶液を大気圧下で加熱すると, 85℃で沸騰し始めた。 こ
0000
のときに発生する蒸気を冷却してすべて凝縮させて液体として回収し,この溶液を
Im
04
再び加熱したとき, この溶液が沸騰し始める温度は
ウ
一方、水とトルエンの混合液のように、互いに混じり合わない液体を混合した場合,
混合液全体が示す蒸気圧は,各成分が単独で存在するときの蒸気圧の和になる。
水 (沸点100℃)とトルエン (沸点111℃) の混合液Aをよく撹拌しながら加熱した
とき, 沸騰し始める温度は エ
さらに,発生した蒸気を冷却してすべて凝縮さ
せて液体として回収し、再び加熱したときに、沸騰し始める温度は,混合液Aが沸
騰し始める温度と比べて
また,このとき液体Bから発生した蒸気中のト
オ
ルエンのモル分率は,液体B中のトルエンのモル分率と比べて カ 。
。
O

なお,エタノールおよび水の飽和蒸気圧を以下に示す。 また,大気圧は
1.00 x 10Pa とする。
表 エタノールおよび水の蒸気圧
25 °C
7.8 x 10° Pa
3.2 x 10° Pa
エタノール
水
ni
設問(1) 文章中の空欄
85 °C
1.30 x 105 Pa
5.5 x 104 Pa
イ
に適切な数値を記せ。 ただし,空欄
は小数点第2位まで,空欄 イ は有効数字2桁で記すこと。
設問(2): 下線 ① のエタノールの質量パーセント濃度 〔%〕 を有効数字2桁で求めよ。
ただし、液体に対して蒸発している気体の物質量は極めて少ないものとする。
設問(3): 下線②の蒸気中のエタノールのモル分率を小数点第2位まで求めよ。

蒸気圧 気体 理論化学 混合気体

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

🍇こつぶ🐡

①は25℃、②は85℃の時だから、違うんじゃないの？

、

解答を見る限りどちらも85℃という条件下で計算をしているように見えるので困っています🤔

🍇こつぶ🐡

下線部①をもう少し先まで下線引っ張って、考えるしかないね。そうなると、85℃になる。

あとは、%濃度は、(溶質g/溶液g)×100だから、
g/molにmol分率を❌し、gにし、100を❌する🙇

、

溶液が同じでも気体中と溶液中ではモル濃度が変わってしまうのはどうしてなのでしょうか。

🍇こつぶ🐡

モル濃度？

、

大変失礼しました🙇
各成分におけるモル分率です！

🍇こつぶ🐡

溶液が同じでも気体中と溶液中ではモル分率が変わってしまうのはどうしてなのでしょうか。
＞蒸気の場合は、希薄溶液でラウールの法則により蒸気圧降下するから、溶液の蒸気圧を0.6倍した値を使い、ドルトンの分圧の法則の計算式に入れ計算している。だから、溶液と気体(蒸気)で、モル分率が違うんだと思います🙇

、

とても納得できました！！
ありがとうございます🙇

🍇こつぶ🐡

とても納得できました！
＞よかったです。確かに、分かりづらい内容ですね🙇