化学
高校生

イについて、解答は物質量比=体積比と書いてあるんですけどそれって同温同圧の時だと思うんですけどなぜ同圧なんですか?

100 Tx 2をも 度をゆ るか。 ℃< X さらに、 Jal で,管内の水銀面が水銀だめの水銀 面と一致した。(この状態を状態Cとする。) 空欄 状態A~Cにおいて, ガラス管内に存在するエタノール蒸気はそれぞれ何molか。 有効数字2桁で答えよ。 (神戸大) I に適切な数値 (有効数字2桁) を入れよ。 <曲王 28.0 41 <混合気体の体積組成> ★★ 次の文のにあてはまる数値を小数第1位まで求めよ。 (C=12, H=1.0) (27℃, 1.0×10°Pa) 取り出した後, ガスライターの質量をはかったところ 21.7g あっ 質量 23.8gのガスライターからガスを取り出し, 水上置換法によってちょうど1.0L た。このことから、ガスライターに充填されていたガスの見かけの分子量はアで ある。27℃での水の飽和蒸気圧を4.0 × 10 Paとする。 容,香土 このガスはプロパン C3Hs とブタン C4H10 との混合気体であるとすると,混合気体中 のプロパンの体積百分率はィ%であり, 質量百分率ではウ%となる。また, この混合気体1.0L を完全燃焼させるには,同温・同圧の空気が エ L必要となる。 ただし、空気は酸素と窒素が体積比で 1:4の割合で混合したものとする lo 836¶ 1 W 全の内容 (東京理大)

回答

_同温・同圧という修飾語(条件)を、2つの(容器に分けられた)気体に用いる場合と、(一つの容器に入れられた)混合気体に用いる場合と、では、意味が違う事には気が付いていますか?
_混合気体に用いる時は、一様な温度、且つ、一様な圧力、と言う意味です。詰まり、混合気体のどの部分を取っても、温度・圧力が夫々(それぞれ)一定、と言う意味です。
_同じ温度でも、高圧なガスには、大気圧のガスよりも沢山の気体分子が入っている事は分かりますよね?
_2つの(別の容器に入った)気体に対して、同温・同圧と言う場合には、夫々(それぞれ)の気体が一様であるだけではなく、2つの気体が同じ温度、同じ圧力である事を意味しています。

けーすけ

もちろんそれはわかってるんですけど、同圧っていう条件がどこに書いてあるのかわからないです

ぺんぎん

_ですから、混合気体に同一と書いてあることは、先ずありません。混合気体と書いてあることは、通常は一様な気体、と言う意味を含んでいるからです。特別に、混合条件を書いていなければ、十分に撹拌された混合気体である、と言う認識が生じます。自明に同温・同圧なのです。
_どこに書いてあるか、は、けーすけ さんが解説に書いてある、と言っていますよね?解説ては、自明だけれども、分かっていますよね?、と言う意味で書いているのだと思いますよ。
_どの様な文脈で、どの様に記載されているか知りませんが。

ぺんぎん

_それは分かっている、と言う人の9割の人は分かっていないてすよ。

けーすけ

俺はわかってましたね。普通今までしてきた問題は同圧とか条件がしっかり書いてあったのでおかしいなと思いました

ぺんぎん

_私は不勉強なので、混合気体の設問に於いて、混合する前の気体に関しては、同温・同圧と記載しているのは見かけますが、混合した後の混合気体に関して同温・同圧と記載している問題を見たことがありません。

けーすけ

書いてあった気しますけどね。まず混合気体で各気体の圧力が同一って判断するのきつくないですか

ぺんぎん

_だから、混合気体の設問で各気体と言うのは、混合する前の気体、と言う意味。混合する前の気体、と言う意味。

けーすけ

じゃあ今回は混合後ってことですよね?

ぺんぎん

_或いは、既に混合したあとの混合気体に対して、自分で考える時に、同温・同圧を仮定して解く場合に、自分で設定している仮定の話し。その場合は、混合する前の気体が実際に同温・同圧であったかどうか、は関係ない。自分が解くに当たって、同温・同圧と仮定すると、解き易いから、自分で勝手に仮定しているだけの話し。

ぺんぎん

_混合した後の混合気体の各成分に関して述べるのなら、普通は分圧と言う表記をする。けーすけ さんが解説で書いていた、と断言するので、もし書いてあるのであれば、違う意味で使っているのではないてすか、と言っただけです。

ぺんぎん

_けーすけ さんが、同温・同圧と書いてあった、と言うから、それを前提に回答しましたが、ひょっとしたら、同温・同圧と仮定すると、と書かれていたのではないですか?
_その場合は、飽くまで、自分で計算し易くするための仮定であって、実際に混合前の各気体が同温・同圧であったかどうかは、全く関係ありません。

けーすけ

解説では確かに書いてありますが、これは要するにどうおんどうあつとして計算しないと解けないからそうしてくれという出題者の意図として受け取れってことですか

ぺんぎん

_いや、混合後ではない、と思いますよ。
_その、書いてあったと言う解説全文の画像を載せて下さい。

けーすけ

イです

ぺんぎん

_だから、解説には、同温・同圧とは書いていませんよね?
_混合後は十分に混合された気体なので、混合気体全体としては、1つの圧力と1つの温度としか持ち得ないのです。
_ここから、プロパンだけ取り出して、ブタンだけにしたら、容積一定だったら、気圧は下がりますよね?そうすると、計算が面倒くさいのです、
_求められているのは、体積百分率なので、実際には出来ないけれども、神の手で、温度・圧力を変えずに、容器の片方にプロパンだけ寄せて、容器のもう片方にブタンだけ寄せた状態を頭の中で考えましょう、と言う話しです。仮定の話しです。そうすると、PV=nRTのうち、考えなければ成らない変数は、Vとnとだけになって、V∽n(V=an)aは、比例定数、となる。
_そうすると、V(ブタン):V(プロパン)=n(ブタン):n(プロパン)と置ける。
_だから、それぞれのモル数を考えましょう、と言う話しです。
_自分で仮定しているのです。

けーすけ

だからこれって文体積とかいうやつですよね?

ぺんぎん

_分体積がキチンと理解出来ているのなら、同温・動圧と設問文に書いてない、と言う質問は上がって来ない。

けーすけ

いや分体積を知らなくても問題は解けると言ってました

ぺんぎん

_だから、散々、分体積と言う言葉を使わず、比例で説明して来たでしょう?

ぺんぎん

_もう、止めましょう、
_理解出来たら、それで良いのです。

けーすけ

さっき言ってた考え方がそもそも分体積じゃないですか

ぺんぎん

_解説の考え方も分体積と言う言葉を使っていないけれども、分体積の考え方ですよ。
_解説を読んだ時には、分体積を十分には理解していなかったのですよね。

けーすけ

いやしてますよ。でも分体積の考え方を知らなくても、気体の問題は解けると言ってたのでおかしいと思っただけです

ぺんぎん

_では、「分体積の考え方を知らなくても、気体の問題は解けると言ってた」人に質問して下さい。

けーすけ

それYouTubeっす

けーすけ

だからおかしくないですかってこと。

ぺんぎん

_YouTubeでも、コメント機能あるよね?
_「物質量比=体積比と書いてあるんですけどそれって同温同圧の時だと思うんですけどなぜ同圧なんですか?」の質問に対しては、分体積の考え方だと説明出来ることは、今は理解しているのだよね?だったら、終わりましょう。

けーすけ

いやぁ昔の動画に返してくれないでしょう

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