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229. 気体の溶解度
解答
(1) 7.0×10-2g (2) 2.4×10-2g (3) 9.8mL (4) ④
「解説
(1) 0℃, 1.0×105 Paにおいて, 気体1mol の体積は 22.4L
( 22.4×10mL) なので, 0℃, 1.0×105Pa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×
(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℃, 1.0×105Paにおける空気中の窒素の分圧は,
4
窒素の分圧=1.0×105 Pax =1.0×105×1
1+4
49
mol = 7.0×10-2g
22.4×103
24
22.4×103
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 × (4/5)
1.0×105
24
4
2
22.4×103 5
X mol
計算してこの式になってる
mol x
4
窒素 N2のモル質量は28g/mol なので,
24
4
28g/mol×
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-
-=1.0×105x=Pa
1+4
0℃, 1.0×105Pa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,
1.0×105 × (1/5)
1.0×105
X -mol = 2.4×10-2g
・mol×
-Pa
=
49
22.4×103
これを標準状態の体積に換算すると,
49
22.4×10mL/molx.
×
mol=9.8mL
22.4×103 5
(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。
49
22.4x10x1/mo