た
し
必修
基礎問
23 気体の溶解度
化学
第1章 理論化学
水素は将来のクリーンなエネルギー源として期待されている。 メタノール
と水蒸気との反応(1)により, 1molのメタノールから3mol の H2 をとり出
すことができる。
CH3OH (気) + H2O (気) -
←
CO2 (気) + 3H (気) ...(1)
反応で得られた混合気体中のH2 の物質量で表した純度は75%であるが,
この混合気体を冷水で洗浄することによって純度を上げることが考えられる。
これを確かめるため, 反応(1)によりメタノール 0.1molから生成したCO2 と
H2 の混合気体を体積可変の容器に水5.0L とともに入れて密封し, 0℃,
1.0×10 Pa下で十分長い時間放置した。 次の問いに答えよ。
問 このとき, 容器中のH2 の分圧 PH2 [Pa〕 と混合気体の体積V[L] はどの
ような関係式で表されるか。 また, CO2 の分圧 coz 〔Pa〕 と混合気体の体
積 V[L] との関係式も示せ。 温度をT [K] 気体定数を R [Pa・L/(mol・K)〕
とする。 CO2 は0℃, 1.0×105 Pa下で水1.0Lに 0.08mol溶け ヘンリ
ーの法則にしたがうものとする。 ただし, 水の蒸気圧とH2 の水への溶け
こみは無視できるものとする。
(東京)
気体の溶解度と温度・圧力の関係
精講
夏の暑い日に、池の水温が上がって魚が窒息死して浮くこと
があります。 これは、暑くなって水温が上がることで水の中に溶けている酸素
O2 の量が減少するために起こります。 また, 炭酸飲料水の栓を抜くと、二酸化
炭素 CO2 の泡が水溶液中からさかんに発生します。 これは,炭酸飲料水は高圧
で CO2 を水に溶かしているので,栓を抜くと圧力が下がり水溶液中に溶けきれ
なくなったCO2が気体となって発生するためです。
これらのことから,気体の溶解度は ①温度が高く, ②圧力が低いほど小
さいことが確認できます。
Point 43 気体の溶解度
気体の溶解度は,
①温度が高く, ②圧力が低い
ほど小さくなる。
