Question

s

気体の溶解度についてです。
(1)は分圧を求めないで計算しているのに対して
⑵⑶は分圧を求めて計算しているのは何故ですか。
どちらも分圧を求めてやらないといけないのだとおもってました。

思考
239. 気体の溶解度 1.0×105Paにおいて、酸素、窒素は0℃の水1Lにそれぞれ49mL,
24mL溶ける。 空気における酸素と窒素の体積比を1:4として,次の各問いに答えよ。
(1) 0℃で, 1.0×105 Paの酸素に接している水1Lに溶ける酸素の質量は何gか。
(2) 0℃, 1.0×105 Paのもとで, 1Lの水に空気を接触させておいたとき, 溶けこむ室
素の質量は何gか。
(3) 0℃, 1.0×105Paのもとで, 1Lの水に空気を接触させておいたとき, 溶けている
酸素の体積を0℃, 1.0×105Paに換算して表すと, 何mL になるか。
(4) 水に溶存している気体を追い出すのに, 最も効果的な方法を次のうちから選べ。
(ア) かくはんする (イ) 冷却する (ウ) 冷却して圧力を上げる
(エ)加熱して圧力を下げる
(オ) 加熱して圧力を上げる

一定量の液体に溶解する気体の体積
Check
溶解している気体の物質量は,その気体の圧力に比例するが, 溶解
している量を,気体を溶かしたときの圧力における体積に換算して
示すと、 圧力の変化に関係なく一定になる。
239. 気体の溶解度
解答 (1) 7.0×10-2g (2) 2.4×10-2g (3) 9.8mL (4) (エ)
解説 (10℃,1.0×10Pa において,気体 1mol の体積は 22.4L
(22.4×10mL) なので, 0℃, 1.0×10Pa において,水1Lに溶ける
酸素の物質量は 49/ (22.4× 109) mol である。酸素 O2 のモル質量は 32
g/mol なので,水1Lに溶けている酸素の質量は,次のようになる。
49
32g/mol×
mol = 7.0×10-2g
22.4×103
....
「
(2) 窒素の分圧は,全圧×モル分率で求められ,同温・同圧では,物質
量の比=体積の比なので, モル分率=体積分率となり,窒素の分圧=
全圧×体積分率と表される。 空気は酸素と窒素が体積比1:4で混合し
た気体なので、 0℃, 1.0×105Paにおける空気中の窒素の分圧は,
窒素の分圧=1.0×105 Pax. -=1.0×105x- Pa
一方,0℃, 1.0×105Pa において,水1Lに溶ける窒素は 24mL であり,
その物質量は 24/ (22.4×103) mol となる。 ヘンリーの法則から、溶解す
る気体の物質量は, その気体の分圧に比例するので, 窒素の物質量は,
24
1.0×105 Pax (4/5) 24
1.0×105 Pa
molx.
22.4×103
22.4×103
4
1+4
窒素 N2 のモル質量は28g/mol なので,
24
4
28g/mol×
×
- mol = 2.4×10-2g
22.4×103 5
(3) (2) と同様にして、酸素の分圧を求めると
340
酸素の分圧=1.0×105 Pa×
-=1.0×105×Pa
1+4
0℃, 1.0×105Paにおいて, 水1Lに溶ける酸素の物質量は, (1)から,
49/ (22.4×103) mol である。 溶解する気体の物質量は、その気体の分圧
に比例するので、酸素の物質量は,
49
mol x
22.4×103
1.0×105 Pa
これを0℃, 1.0×105Paの体積に換算すると,
1.0×105 Pax (1/5)
49 1
0x1/mol
4
X
×/12/31
-mol=9.8mL
49
22.4×1035
1
×
mol
mol
22.4×103mL/mol×
22.4×1031
(4) 気体の溶解度は,圧力に比例して大きくなり,また,温度が高くな
ると小さくなる。 したがって, 低圧にして, 加熱するとよい。
①
る名
合を

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

まさ

(1)は「酸素」に接している水１Lなので酸素が水にどれだけ溶けるかを計算する問題
(2)(3)は「空気」に接している水１Lなので分圧を空気中の酸素と窒素の分圧を利用して解く必要があります

s

⑴はN2がない時のことを考えているってことですか？

s

あと⑶ですが、何故わざわざmolを求めてからmlを計算しているんですか？

まさ

（1）はそうだと思います
（3）はこういった計算をする時にはその物質が何molあるか？を考えるのがベースにあってそこからモル質量など他の単位に変換していくのがオーソドックスだからだと思います。