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Check!! 一定量の液体に溶解する気体の体積
溶解している気体の物質量は,その気体の圧力に比例するが,溶解
している量を,気体を溶かしたときの圧力における体積に換算して
示すと、 圧力の変化に関係なく一定になる。
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℃, 1.0×105Pa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。
mol = 7.0×10-2g
49
32g/mol×
22.4×103
(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,
または
本の田
窒素の分圧=1.0×105 Pax
一方, 0℃, 1.0×105Pa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,
X mol
24
22.4×103
4
1+4
1.0×105×(4/5)
1.0×105
・mol×
窒素 N2 のモル質量は28g/mol なので,
4
4
-=1.0×105× ・Pa
5
·X
24
28g/mol×
-mol=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,
酸素の分圧=1.0×105Pax-
49
22.4×103
これを標準状態の体積に換算すると,
49
22.4×103mL/mol×
22.4×103
24
22.4×103
-=1.0×105×1
1
1+4
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
0℃, 1.0×105Paにおいて, 水1Lに溶ける酸素の物質量は, (1) から,
に比例するので、酸素の物質量は,
1.0 × 105 × (1/5)
mol x
1.0×105
・Pa
49
22.4×103
-X
mol
Xx mol=9.8mL
(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。
230. 沸点上昇
Iloring
混合気体の体積に対す
る各成分気体の体積の割
合を体積分率という。
第Ⅲ章 物質の状態