Question

noa

(2)について
窒素だけの状態方程式を立てるときに、混合気体の体積を使える理由がわかりません💦赤い四角で囲ってあるところもどういう意味なのかわからないので教えて頂きたいです🙇🏻‍♀️

56 (1) 40°C (2) 6.0L (3) 24L
解説 (1) ヘキサンと窒素はそれぞれ 0.20mol ずつなので, ヘキサン
の分圧は,分圧=全圧×モル分率より,
*3
1.0×105x-
0.20
0.20 +0.20
-=5.0×10^(Pa)
ヘキサンの飽和蒸気圧が,この分圧よりも小さくなる温度では, 一
部が液体となる。 よって, 蒸気圧曲線より 40℃。
(2) 17℃のとき, ヘキサンは気体と液体が共存するので,その分圧は
飽和蒸気圧に等しく, 蒸気圧曲線より 2.0×10'Pa である。
このとき, 窒素の分圧DN2 は,
PN2=1.0×105-2.0×10=8.0×104
(Pa)
混合気体の体積を V1 〔L〕 とすると, 窒素だけについての状態方程
式PN2VI = NRT より,
*6◄
8.0×10×V=0.20×8.3×10®×(17+273)
V1≒6.0 (L)
(3) 体積を膨張させてヘキサンがすべて気体になったとき, ヘキサン
の分圧は17℃ での飽和蒸気圧 2.0×10Pa に等しい。 全体の体積
をV2〔L〕 とすると, ヘキサンだけについての状態方程式
Phex V2 = nhex RT より,
2.0×10 x V2=0.20×8.3×10×(17+273) V2≒24(L)
モル分率=-
1*4
気液平衡のときのヘキサンは,
体積に関係なく飽和蒸気圧を
示す。
ヘキサンと窒素の分圧の変化
を示すと,
(×105 Pa)↑
1.0
圧力
その物質の物質量
全物質量
0.8
0.5
N₂2
ヘキサン
0.2
0 17 40 60(°C)
TAB
1⑥
ここでの体積V」 は,窒素分
子の動ける範囲であると同時
に、混合気体の動ける範囲で
もある。 つまり, V1 が求め
る体積である。

56. <混合気体と蒸気圧〉
体積を自由に変えることができる容器内
にヘキサンと窒素をそれぞれ0.20mol ず
つ入れ, 圧力を1.0×105 Pa,温度を60℃
に保ったところ, ヘキサンはすべて気体と
なった。 ヘキサンの蒸気圧曲線は図の通り
である。 次の問いに有効数字2桁で答えよ。
R=8.3×10°Pa・L/(mol・K)
(1) 混合気体の圧力を 1.0×10Pa に保
ったまま。 温度を徐々に下げてい
き何℃でヘキサンが凝縮し始めるか。
ヘキサンの蒸気圧 (×10 Pa)
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
20.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0 10 20 30 40 50 60 70
温度(℃)
(2) 混合気体の圧力を 1.0×10Pa に保っ
たまま,さらに温度を下げて 17℃にした。 このときの混合気体の体積は何Lか。
(3) 17℃のもとで,凝縮したヘキサンをすべて気体にするためには、混合気体の体積を
何L以上に膨張させなければならないか。
[07 上智大〕