Chemistry
มัธยมปลาย
答えのところに赤で書いてある大気圧の式は、なぜそのようになるんですか？
よ。
準 53. <混合気体の水上置換〉
27℃, 大気圧 103.60kPa で次の実験を行った。チ
混合気体の入ったガスボンベの質量は
198.18gであった。 右図のように装置を組み立
てて, ガスボンベから気体の一部を放出した。
メスシリンダーの水面と水槽の水面を一致させ、
気体の体積を測定すると450mLであった。 気
体放出後のガスボンベの質量は 197.18g であ
った。
下の問いに答えよ。 ただし, 気体は理想気体とし、 気体の水への溶解およびゴム管内
の気体の量は無視できるものとする。 気体定数は 8.31 × 10° Pa・L/(mol･K) とし, 27℃
における水の飽和蒸気圧は3.60kPa とする。
(1) ガスボンベ中の混合気体の平均分子量はいくらか。 小数第1位まで答えよ。
(2) 気体の分子量を求める実験で, 下線部のような操作を行う理由を簡単に述べよ。
(3) ガスボンベ中の混合気体には, ブタン (分子量58) プロパン (分子量 44) の2種類
が含まれている。 ブタンのモル分率を有効数字2桁で求めよ。
[12 福岡大〕
ガスボンベ
メスシリンダー
ゴム管
水
水
水槽
組成式は C3H6O
53 (1) 55.4
(2) メスシリンダー内の気体の圧力を大気圧に等しくするため。
(3) 0.81
解説 ガスボンベ中の混合気体を気体Aとみなして考える。
(1), (2) メスシリンダーの内外の水面を合わせると,
*31
(大気圧) = (Aの分圧)+(飽和水蒸気圧) の関係が成り立つ。
(Aの分圧) = (大気圧) (飽和水蒸気圧)
=103.60-3.60=100.00(kPa)=1.00×10(Pa)
Aの平均分子量をMとおくと, Aに対して気体の状態方程式より,
1.00×105x-
450 198.18-197.18
1000
x 8.31 × 10°×300
M
M=55.4
(3) ブタンのモル分率をxとおくと, プロパンのモル分率は (1-x) と
なり, 平均分子量について,
58x+44(1-x) = 55.4 x≒0.81
ある。
1*2
気体を捕集する
通りになる。
A
Bの方法なら
の差による圧
がない。
1③
水上置換で捕集
水の分圧(その
飽和水蒸気圧
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