Question

り

・化学 気体

3枚目に書いた、(2)の疑問に答えて欲しいです🙇‍♂️お願いします

コと体積の
力はB点
加は起こ
圧力の増
習問題 13-2
容積を自由に変えることができる容器中に、水、ペンゼン、窒素がそれぞれ 1.0 mol
だし,ベンゼンおよび窒素は液体の水に溶けないものとする。
ずつ入っている。 図の蒸気圧曲線をもとに,(1)~(3)の問いに有効数字2桁で答えよ。 た
[x10 Pa〕
1.0
0.90
いる。こ
E点に
にF点
D.
50
に
飽和蒸気圧
0.80
0.70
0.60
ベンゼン
0.50
水
0.40
0.30
0.20
0.10
10
10
20 30 40 50 60 70 80 90 100
温度
(°C)
第13講
(1) 温度を70℃に保ちながら, 容器内の圧力が1.2 × 10 Pa になるよう体積を調整し
たこのとき 水およびベンゼンの分圧はそれぞれ何 Paか。
(2)温度を70℃に保ちながら、 圧力を徐々に下げていった。 容器内の物質すべてが
気体になるには圧力を何Pa以下に保てばよいか。
(3)温度を80℃に保ちながら、容器内の圧力を少しずつ上げていくとまず水の液化
が進むが,さらに加圧するとベンゼンの液滴ができ始めた。 このときの容器内の全
圧は何 Pa か。また,水の何%が液体となっているか。 ただし,液滴となったベ
ンゼンはごくわずかで,その量は無視できるものとする。
【東京女子大】

自習問題 13-2 (1) 水: 3.0×10^Pa
(2)9.0×10^ Pa 以下
ベンゼン:4.5×104 Pa
(3) 全圧: 2.5×10Pa, 液体の水: 55%
[解説]
モル率=
合知りたい気体の
混合気体の
(1) 蒸気圧曲線より,もっとも液化しやすい物質は水である。
水がすべて気体 (Nz, ベンゼンもすべて気体)であると仮定すると
310
1
3
水の分圧: 1.2×10×1=4.0×10 Pa (>飽3.0×10 Pa)
よって仮定は誤り。
水の分圧 3.0×10 Pa 水あ
同様に,ベンゼンがすべて気体であると仮定すると
モル分率
ベンゼンの分圧: (1.2×10 -3.0 x 10 x 4.5×104 Pa
2
1
(飽6.7×10Pa) ベンチュ
よって仮定は正しい。
ベンゼンの分圧 4.5×10 Pa
(mol)

(新宿 (2) 気体として存在しているので 3.0×10"×3=9.0×10"Pa以下
なんでH2Oの分圧×3で
できる?
(3) 水の分圧は4.5×10 Paでベンゼン及びN2の分圧はともに
1.0×10 Paである。 よって全圧は 2.45×10° Pa≒2.5×10 Pa
③ ↓このとき水は45%が気体、5%が液体として存在する。

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

まろん

こんな感じでどうでょうか？
わからないところがあれば聞いて下さいね😊

すべて気体になる条件
・水の分圧≦水の飽和蒸気圧
・ベンゼンの分圧≦ベンゼンの飽和蒸気圧

それぞれの気体の物質量（モル数）は等しく、
n水＝nベンゼン＝n窒素＝1.0mol

よって、モル分率はどれも1/3となる。

(分圧)=(モル分率)×(全圧)なので、
・水の分圧＝1/3×全圧
・ベンゼンの分圧＝1/3×全圧
・窒素の分圧＝1/3×全圧

70℃における飽和蒸気圧(グラフより)
・水の飽和蒸気圧：0.30×10⁵Pa
・ベンゼンの飽和蒸気圧：0.67×10⁵Pa

水の方がベンゼンより飽和蒸気圧が低いため、水の分圧が先に飽和蒸気圧に達します。
よって、水がすべて気体であれば、ベンゼンも必然的にすべて気体となります。

水の分圧の最大値(飽和蒸気圧)を基に、全圧の最大値を考えると、水の分圧＝1/3×全圧より、

最大全圧＝3×水の最大分圧(飽和蒸気圧)

で求めることができるというわけです。

り

放置してしまっていてすみません😭
完全に理解できて助かりました！本当にありがとうございます😭😭⭐️⭐️