Question

わ。

(2)の時だけ気体の状態方程式が使える理由を教えてください🙏

K=39
H=1.0 C=12 N=14 0=16
第一章
物質の状態
基本例題24
気体の溶解度
→問題 238・239
水素は, 0℃, 1.0×10 Pa で, 1Lの水に22mL 溶ける。 次の各問いに答えよ。
② 0℃ 5.0×10Pa, 1Lの水に溶ける水素の体積は、その圧力下で何mLか。
(1) 0℃, 5.0×105 Pa で, 1Lの水に溶ける水素は何molか。
(3)水素と酸素が1:3の物質量の比で混合された気体を1Lの水に接触させて、0℃
1.0×10 Pa に保ったとき, 水素は何mol 溶けるか。
考え方
ヘンリーの法則を用いる。
(1) 0℃, 1.0×10 Paにおけ
る溶解度を物質量に換算する。
溶解度は圧力に比例する。
(2) 気体の状態方程式を用い
る。
別解
溶解する気体の体
積は,そのときの圧力下では,
圧力が変わっても一定である。
(3) 混合気体の場合,気体の
溶解度は各気体の分圧に比例
する。
■ 解答
(1) 0℃,1.0×10 Paで溶ける水素の物質量は,
2.2×10-2L
22.4L/mol
=9.82×10-4mol
気体の溶解度は圧力に比例するので, 5.0×105 Paでは,
9.82×10-4mol×
5.0×105
1.0×105
-=4.91×10-3mol=4.9×10-3mol
(2) 気体の状態方程式 PV =nRT から Vを求める。
4.91×10-3mol×8.3 × 103 Pa・L/(K・mol)×273K
5.0×105 Pa
=
=2.2×10-2L=22mL
別解 圧力が5倍になると,溶ける気体の物質量も5
倍になる。 しかし, この圧力下で溶ける気体の体積は,ボイ
ルの法則から1/5になるので,結局, 同じ体積22mLになる。
(3) 水素の分圧は1.0×10 Pa×1/4=2.5×10 Pa なので,
溶ける水素の物質量は,
9.82×10-4molx (2.5×105/1.0×105 ) =2.5×10-3 mol
アンモニ
性溶媒
する。
沸
える
た、
一作