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5.
例題 3 分圧の法則
温度が一定で, 2.0×105 Pa の窒素 6.0Lと1.0×10 Paの水素 3.0Lを5.0L
の容器に入れた。 窒素と水素の分圧と混合気体の全圧を求めよ。
10
指針 窒素の分圧と水素の分圧をそれぞれ求め, 分圧の法則から全圧を求める。
窒素の分圧を PN2 [Pa] 水素の分圧を PH2 [Pa] 全圧をp [Pa] とおく。
温度が一定であるから, ボイルの法則 (p.38(2) 式) より
PiV=P2V2
Li
例題解
2.0×105 Pa×6.0L=PN2×5.0L
1.0×105 Pa×3.0L=PH2×5.0L
分圧の法則より,
P = PA+PB
PN2= 2.4×10 Pa
PH2 = 6.0×10 Pa
p=PN2+PH2= 2.4×10 Pa+0.60×10 Pa= 3.0×10 Pa
答 PN2 = 2.4×10Pa, pHz = 6.0×10 Pa, p = 3.0×105 Pa
類題 3 温度が一定で, 1.6×10 Paの酸素 3.0Lと2.4×10 Paの窒素 2.0Lを, 4.0L
の容器に入れた。 酸素の分圧と混合気体の全圧を求めよ。
B 分圧と物質量・体積
15
分圧と物質量の関係 (14)式と(15)式の辺々をわり算するとPA=NA
PAVnART PBV=NBRT
PB NB
であるから,P:PB = NA:nB になる。 すなわち, 混合気体の成分気体
の分圧の比は、成分気体の物質量の比に等しい。
図6
●分圧と体積の関係 温度 T[K]が一定のもと,気体 A (分圧p) と気体
B(分圧 p)を分離して,圧力を全圧と同じp [Pa] にしたときの体積を,
20
それぞれ VA[L], VB[L]とすると,ボイルの法則から次式が成りたつ。
►p.38
[気体 A]
PAV=DVA
(19)
[気体B]
PBV=DVB
(20)
体積が一定で分離
混合気体
圧力が一定で分離
O
O
○
O
Ap
圧力:5p
Þ
5p
5p
分圧比 =
(04p. Op)
混合気体の
5V
5V
体積 : 5V
4V 分圧の比=
V
物質量の比
4n
n
物質量 : 5m
4 n
体積の比
n
(04n)
(04n,n)
(n)
▲図6 混合気体の分圧と物質量・体積の関係 (温度が一定)
※圧力を全圧と同じにしたとき
(O4n)
(On)