56 (1) 40°C (2) 6.0L (3) 24L
解説 (1) ヘキサンと窒素はそれぞれ 0.20mol ずつなので, ヘキサン
の分圧は,分圧=全圧×モル分率より,
*3
1.0×105x-
0.20
0.20 +0.20
-=5.0×10^(Pa)
ヘキサンの飽和蒸気圧が,この分圧よりも小さくなる温度では, 一
部が液体となる。 よって, 蒸気圧曲線より 40℃。
(2) 17℃のとき, ヘキサンは気体と液体が共存するので,その分圧は
飽和蒸気圧に等しく, 蒸気圧曲線より 2.0×10'Pa である。
このとき, 窒素の分圧DN2 は,
PN2=1.0×105-2.0×10=8.0×104
(Pa)
混合気体の体積を V1 〔L〕 とすると, 窒素だけについての状態方程
式PN2VI = NRT より,
*6◄
8.0×10×V=0.20×8.3×10®×(17+273)
V1≒6.0 (L)
(3) 体積を膨張させてヘキサンがすべて気体になったとき, ヘキサン
の分圧は17℃ での飽和蒸気圧 2.0×10Pa に等しい。 全体の体積
をV2〔L〕 とすると, ヘキサンだけについての状態方程式
Phex V2 = nhex RT より,
2.0×10 x V2=0.20×8.3×10×(17+273) V2≒24(L)
モル分率=-
1*4
気液平衡のときのヘキサンは,
体積に関係なく飽和蒸気圧を
示す。
ヘキサンと窒素の分圧の変化
を示すと,
(×105 Pa)↑
1.0
圧力
その物質の物質量
全物質量
0.8
0.5
N₂2
ヘキサン
0.2
0 17 40 60(°C)
TAB
1⑥
ここでの体積V」 は,窒素分
子の動ける範囲であると同時
に、混合気体の動ける範囲で
もある。 つまり, V1 が求め
る体積である。