Question

みりん

問2についてです。1番下の立式の意味がいまいち分かりません…具体的に何をしているんでしょうか？
また、なぜ溶解していた酸素の質量を求めるんでしょうか。この問題の考え方を教えて欲しいです🙇‍♀️

88 溶解・ヘンリーの法則・凝固点降下・浸透圧
次の溶液に関する文章を読み、以下の問いに答えよ。 必要があれば次の数値を用いよ。
0℃ =273K 気体定数R=8.3×103Pa・L/ (mol･K) 原子量H=1.00,C=12.0, 0 = 16.0,
Na=23.0, Cl=35.5, Ca=40.1
液体中に他の物質が均一に混ざり, 溶け込む現象を溶解という。この時, 溶けている
物質をa
また,液体をbという。
一般に,水は固体のイオン結晶をよく溶かし、水中ではイオンはc性分子である
水分子に囲まれ,安定化する。このような現象をdという。一方,ヨウ素 I2のよう
な 性分子は水分子によって安定化されないため、水にほとんど溶けない。
気体の液体への溶解では,温度が一定でかつ溶解度が小さい場合,液体に溶け込む
気体の質量はその気体の圧力に比例する f の法則が成立する。
純b に,塩化ナトリウムなどの不揮発性の物質を溶かすと、溶液のgは溶かす
前よりも上昇する。 逆に、溶液の凝固点は低くなる。 この現象は, 凝固点降下とよば
れている。
(2)
一方が純水で,他方が水溶液である2つの溶液を, 半透膜で仕切って放置すると,
bが膜を通って移動する浸透が起こる。この時、2つの溶液の液面の高さに差が生
じるが,この液面の高さの差をなくすために加えた圧力を, 浸透圧という。
溶液の浸透圧はhの法則で与えられ,iとモル濃度に比例する。
問1 文中の i に適切な語句を記入せよ。
|
a
問2 下線部 ① が成立するとして、 次の問いに答えよ。
27℃で, 1.20Lの容器に 1.00Lの気体の溶解していない水を入れ, 空いた空間に 9.30
50
(2) 純水では
Ⅰ の間に温
(3) A,B,
[T] 〔℃〕 とす
(4) 以下の
のはどれか
H1.0, C 1:
ア 塩化ナ
スクロ
(5) 希薄溶液
この測定方
よ。
90 ヘンリ
気体X,Y:
Yは 0.0250L
〔Pa・L/mol・K
(1) 0 °C, 2.02
(2) X(分子量
である。この
×105Paで

2に
た
えら
るこ
-どう
阪大)
るこ
分子
圧は
状態
Co
東北大 )
いよ。
GO
× 10-3molの酸素のみを密閉したところ、 容器内の圧力が1.04 × 105 Paとなった。 次
温度一定で, 密閉したまま, 容器全体の体積を1.10Lとした。 この時, 容器内の
酸素の分圧は何Paか答えよ。 有効数字は2桁として, 水の飽和蒸気圧は27℃で4.00
× 10Pa とする。
問3 下線部②について次の問いに答えよ。
水のモル凝固点降下は1.013 × 10 Pa の大気圧下で 1.85K.kg/mol である。 水100g
に塩化カルシウムの無水物100gを溶解した。 この溶液の1.013 × 10 Pa における凝固
点は何℃か答えよ。 有効数字は2桁とする。
問4 下線部③について次の問いに答えよ。
27℃における質量パーセント濃度 2%の塩化ナトリウム水溶液の浸透圧は何Paか
( 兵庫県立大 )
答えよ。 この水溶液の密度を1.02g/cm² とし,有効数字は2桁とする。
7
[ 89 凝固点降下と過冷却
右図は,純水とある不揮発性の物質を溶かした水溶液を, 徐々
に冷却したときの温度変化を示したものである。
(1) 純水が凝固しはじめる点と、 すべてが凝固し終わる点はど
こか。 それぞれA~Eから選べ。
(2) 純水ではCとDの間は温度が一定であり,水溶液ではHと
Iの間に温度が低下する。これらの理由をそれぞれ説明せよ。
(3) A, B, F ~ I の各点での温度をそれぞれTA, TB, Tp~
Ti[℃] とする。この水溶液の凝固点降下度 AT [K] を式で表せ。
温度
F
AC 純水 D
B
H
'G
水溶液
冷却時間
E
溶かしたときに水溶液の凝固点が最も低くなる
1tZ
子量は
第1編 理論化学

から [Pa] 低い
増加
8x10-25
響である。 アンモ
い引力が働く。 エ
ブタンの分子間
気体の粒子数が減
881 a:溶質
f:ヘンリー
問2 1.8×10 Pa
解説
問1
ag 溶質が溶媒に分散する現象を溶解という。 イオンは極性分子と親和しや
すく、この親和する現象を水和という。 無極性分子 (I2 など) は極性分子と親和しにくい｡ 不
揮発性物質の溶液は, 純溶媒に比べて沸点が上昇する。
ⅡI : 浸透圧
C: モル濃度
\R : 気体定数 T:絶対温度
1.00 x 10 x (1.20-1.00)
8.3 x 103 × ( 27 +273)
b 溶媒
:
g :沸点
問3 -0.50℃ 問 4 1.7 × 10°Pa
h, i ファントホッフの法則 II=CRT
問2 容器を圧縮する前の酸素の分圧は,
1.04 × 10 - 4.00 × 10° = 1.00 × 10° [Pa]
容器内の圧力 水の飽和蒸気圧
このとき,気相部分(1.20-100L) に存在する酸素の物質量は,
=8.03×10-3〔mol]
c: 極d:水和(溶媒和) e: 無極
h : ファントホッフ i:絶対温度
xx105 x (1.20-1.10 )
8.3 × 10³ × (27 + 273)
よって, 溶解していた酸素の物質量は,
9.30 × 10-3 -8.03 × 10-3
1.27×10-3 [mol]
容器全体の体積が1.10Lになったとき, 圧縮されたのは気相部分だけだから, 圧縮された
後の酸素の分圧を x × 105 〔Pa〕 とすると,次の式が成り立つことになる。
=
+ 1.27 x 10-3
-3x
xx105
1.00 x 105
=
気相部分の酸素 (PV=nRTより) 溶解している酸素(ヘンリーの法則より)
これを解くと、x=1.76
9.30 × 10-³
4 物質の三態変化 気体の性質溶液の性質 固体の構造 31

ヘンリーの法則 溶解