Question

いな

(3)の解答の22.4 ml/molというのはどこからきているのですか？式の意味も教えて欲しいです🙇‍♀️

(黒で丸してるとこです！)

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14として、次の各問いに答えよ。
(10℃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℃, 1.0×105 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
(ウ) 冷却して圧力を上げる
(オ) 加熱して圧力を上げる

239. 気体の溶解度
解答 (1) 7.0×10-2g (2)2.4×10-2g (3) 9.8mL (4) ()
(=22.4×10mL)なので、0℃, 1.0×105 Paにおいて, 水1Lに溶ける
解説 (1)℃, 1.0×105 Pa において,気体1molの体積は22.4L
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
22.4×1031
mol=7.0×10-2g
(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℃, 1.0×10 Pa における空気中の窒素の分圧は、
4
1+4
窒素の分圧=1.0×105 Pax =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
X
- mol
22.4×103
5
24
molx
22.4×103
1.0×105 Pa
窒素 N2のモル質量は28g/molなので,
24
28g/mol×
X
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,
酸素の分圧=1.0×105 Pax =1.0×105×1
・Pa
1+4
=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、
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、
(1)はむり
49
22.4×103
1.0×105Pa×(1/5)
49
mol x
× mol
1.0×105 Pa
22.4×103 5
これを0℃, 1.0×10 Paの体積に換算すると,へ、
22.4×103mL/molx
49
1
X
mol=9.8mL
22.4×103 15
(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。･

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

🍇こつぶ🐡

(3)の解答の22.4 ml/molというのはどこからきているのですか
＞22.4 ml/molでなく、22.4 ❌10^3 ml/molです。

気体1molは22.4Lですが、これをmL単位にすると、22.4❌1000＝22400mLです。22400mL/mol＝22.4 ❌10^3 ml/mol。

これに空気中の酸素分圧は1/5より、酸素molを質問の行の1行上で求めたから、これをかけ算し、mLを求めています🙇

いな

すみません！書き間違えていました💦
これは標準状態での体積が22.4Lだからmlに直すとこの値になるということですか？

私は上の式で求めた49/22.4×10^3×1/5を使ってpv=nRTの式に代入して求めたのですが、これではダメなのでしょうか？

何度もすみません🙇‍♀️よろしくお願いします

🍇こつぶ🐡

これは標準状態での体積が22.4Lだからmlに直すとこの値になるということですか？
＞yes

私は上の式で求めた49/22.4×10^3×1/5を使ってpv=nRTの式に代入して求めたのですが、これではダメなのでしょうか
＞大丈夫。ヘンリーの時代はまだpv=nRTの式がなかったけど、現代ではこの式に代入して求めてもOK。

温度が変わらない時、圧力と体積を考えるのがヘンリーですが、pv=nRTの式を使って求めても良いです🙇

いな

ありがとうございます!!すごく助かりました🙇‍♂️