1. ヘンリーの法則と混合気体[2008 横浜市立大]
次の文章を読み, (1)~(5)の問いに答えよ。
図に示すように、容器 A と容器Bが
コックによって連結されている。 容器
Aにはピストンが付いており,内部の
容積を変化させることができる。 容器
Bの容積は10Lであり, 容積は圧力に
より変化しない。 コックを閉じた状態
で,容器 A には 0.20molの気体の二酸
化炭素と 1.0Lの純水が入っており, 容
器Bには窒素, 酸素, 二酸化炭素から
ピストン
二酸化
炭素
コック X
混合気体
純水
容器 A
容器 B
なる混合気体が入っている。 容器内の温度は,いずれも7℃に保たれている。
ただし, コックのある部分の容積は無視できるとする。 容器 A と容器 B の内部の温
度は,変化しないものとする。 ヘンリーの法則が成立するものとし,気体の溶解による
水の体積変化は無視できるものとする。 全圧に対する水蒸気圧は無視できるものとし
気体はすべて理想気体と考え,気体定数はR = 8.3×103 Pa・L/(mol・K),原子量は
C=12, N=14, 0=16 とする。 また7℃において二酸化炭素の圧力が1.0×105 Paの
とき,水 1.0Lに溶解する二酸化炭素の体積は,標準状態の体積に換算すると1.12Lで
ある。
(1) ペンリーの法則とはどのような法則か, 説明せよ。
分圧は物質量に比例するという法則。
(2) コックを閉じた状態で, 容器Aの二酸化炭素をすべて溶かすには, 最低どれだけの
140×105
Pa
圧力をかければよいか。
(3) コックを閉じた状態で、容器Aの圧力を 2.0 × 105 Pa になるようにピストンを調節
した。 このとき容器Aの中の二酸化炭素の体積はいくらか。
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