Question

奏音

高校化学　混合気体

下の写真についてです
(1)の解説についてです。
ボイルの法則を使うとあるのですが、この法則のイコール関係は、この問題のように異なる気体同士でも成り立つのでしょうか？
成り立つとしたらその理由を教えていただきたいです

よろしくお願いします

図のように, 3.0Lの容器Aに2.0×105Paの窒素を, 2.0Lの容器Bに1.0×10 Paの水
素を入れ, コックを開いて両気体を混合した。 温度は常に一定に保っておいた。 混合後
の気体について,次の各問いに答えよ。
(1) 窒素の分圧は何Paか。
(2) 全圧は何Paか。
(3) 各気体のモル分率はそれぞれいくらか。
(4) 混合気体の平均分子量はいくらか。
解説を見る
考え方
(1) 混合後の気体の体積は,
3.0L+2.0L=5.0L である。
(2) ドルトンの分圧の法則から,
P=PN2+PH2
(3) 分圧=全圧×モル分率から,
モル分率=
成分気体の分圧
混合気体の全圧
(4) 平均分子量 M は各成分気
体の分子量×モル分率の和で求
められる。 N2 の分子量は28,
H2 の分子量は2.0である。
A
3.0L
コック
(原子量) H=1.0 N=140=16
B
2.0L
(1) ボイルの法則から, 窒素の分圧 PN2 は,
P₁V₁ 2.0×105 Pa×3.0L
V2
=
PN2=
5.0L
(2)同様に,水素の分圧 PH2 は,
PIV1 1.0×105 Pa×2.0L
PH2=
V2
5.0L
したがって, 全圧は,
P=PN2+PH=1.2×10 Pa+4.0×10'Pa=1.6×105 Pa
=
-=1.2×105 Pa
-=0.75
•=4.0×104 Pa
1.2×105Pa
(3) N2....
1.6×105 Pa
(4) M=28×0.75 +2.0×0.25=21.5=22
H2…...
4.0×10' Pa
1.6×105 Pa
=0.25

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

🍇こつぶ🐡

ボイルの法則を使うとあるのですが、この法則のイコール関係は、この問題のように異なる気体同士でも成り立つのでしょうか？
＞同じ気体で成り立ちます。異なる気体では使えない。
だから、解説では、窒素について、＞3L→5Lになった体積変化の場合をボイルで計算しています。だから、この式には、混合気体で入った、異なる気体の水素は入っていません🙇

奏音

ありがとうございます！

3Lの空気を5Lの容器に入れると5Lになるということでしょうか？
理解力なくてすみません
もし可能でしたら教えていただきたいです
よろしくお願いします

🍇こつぶ🐡

3Lの空気を5Lの容器に入れると5Lになるということでしょうか？
＞3Lの窒素を5Lに入れる。
窒素だけでボイルを使う。

2Lの酸素が5Lに入る。

この問題に、空気が入っているとはどこにも書いていない。

窒素を5Lに、酸素を5Lにし、それぞれの分圧が変化する。その合計が全圧。

繰り返しになりますが、ボイルは同じ気体での、圧力×体積が反比例するという式です。だから、窒素だけで使ってます。(1)は窒素の分圧を聞いているから、窒素を求めた。もし、酸素の分圧を聞かれたら、同様に酸素だけでボイルを使う🙇

🍇こつぶ🐡

↑の文章、空気につられて酸素にしちゃった。
酸素は入っていない。水素にしてね。

多分、混合気体での分圧計算が理解出来ないみたいだから、補足すると、

窒素と水素が混じっても、温度一定なら、それぞれの気体の分圧は変わらないから、窒素と水素を混合でボイルは使えないから、別々に気体それぞれを計算する🙇

奏音

ご丁寧にありがとうございました！

🍇こつぶ🐡

いえいえ🙇