Question

わ。

マーカーを引いた部分は空気の圧力ですか？酸素や窒素の圧力ですか？

[思考]
239. 気体の溶解度1.0×105 Pa 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, 1.0×10 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。
液面
(1)
(2)
② 0℃ 1.0×10 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℃ 1.0×105 Paのもとで, 1Lの水に空気を接触させておいたとき、溶けている
酸素の体積を0℃, 1.0×105 Pa 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
(エ) 加熱して圧力を下げる
140
(ウ) 冷却して圧力を上げる
(オ) 加熱して圧力を上げる
244
こよ

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
(1) 0℃,1.0×10 Pa において,気体1molの体積は22.4L
(=22.4×103mL)なので, 0℃, 1.0×10 Paにおいて, 水1Lに溶ける
酸素の物質量は49/(22.4×103) 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。
32g/mol×
49
22.4×103
mol = 7.0×10-2g
(2)窒素分圧は、全圧メ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℃, 1.0×10 Pa における空気中の窒素の分圧は,
4
窒素の分圧=1.0×105 Pax 14g=1.0×105× ・Pa
一方,0℃, 1.0×105 Pa 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,
1.0×105 Pax (4/5)
24
22.4×103
mol x
1.0×105 Pa
窒素 N2 のモル質量は28g/mol なので
28g/mol×
24
24
4
×
mol
22.4×103 5
x13mol=2.4×10-2g
22.4×103
(3)(2)と同様にして、酸素の分圧を求めると,
①
ある
る合
合
酸素の分圧=1.0×105 Pax
[ 1 =1.0×105×15Pa
・Pa
1+4
この液体に
0℃,1.0×105 Pa において, 水1Lに溶ける酸素の物質量は,(1) から,
●物質量(また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
その気体に比例するので, 酸素の物質量は,
する。
49
molx
22.4×103
1.0×105 Pax (1/5)
1.0×105 Pa
49
1
mol
22.4×103
これを0℃ 1.0×10 Paの体積に換算すると,
22.4×103mL/mol×
49
1
x=mol=9.8mL
5
22.4×103
(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。
240

Answer 1

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空気🙇