Question

あ

気体の問題がすごく苦手なのですが、なぜこの問題は、混合気体と水蒸気で物質量が異なるのに圧力比と体積比が等しいのでしょうか。
気体の状態方程式から導くとして、PV/P₁V₁=n/n₁みたいになって、物質量の比がないと分からないと思ってしまいます。多分非常に基本的な問題だとは思うのですが、回答お願いします。

第5回 化学
問2 酸素を水上置換で集気びん内に捕集し、 図1に示すようにびん内の液面と水
槽の液面を大気圧 1.0 × 10 Pa のもとで一致させたところ,びん内の気体の体
積は 200mL になった。 びん内にある気体のうち、飽和した水蒸気の占める割
合は体積で何%か。最も適当な数値を、後の①~④のうちから一つ選べ。た
だし, 実験装置全体は47℃に保たれ、 47℃における水の飽和蒸気圧は 1.0×
% 1
10 Pa とする。 2 %
水槽
集気びん
飽和した水蒸気を含む酸素
|水
図1 水上置換で捕集された酸素が入っている集気びん
① 9.1
② 9.5
③ 10
④ 11

問2
2 正解 ③
飽和した水蒸気を含む酸素
47°C
PT
大気圧
↓
ル
一水
図 1
集気びん内の混合気体 (酸素 + 飽和した水蒸気) の全
圧をP とすると, 水槽の液面とびん内の液面を一致さ
せているので,圧力のつり合いより, 次の関係が成り立
つ。
Pr=大気圧 (1.0×10°Pa)
一方、水の飽和蒸気圧は温度で決まり 47℃で1.0 ×
10kPa である。 したがってびん内の飽和した水蒸気の分
とすると,
圧を PH2O

PH20=1.0 × 10 Pajor-s
気体の体積比(同温・同圧) は,圧力比(同温・同体積 )
に等しいので,
全体積
水蒸気の体積 水蒸気の分圧
全圧
が成り立つ。
よって、 求める体積%は,
1.0×10^ Pa
J
PH20 × 100 =
=
× 100 = 10%
PT
1.0×105 Pa