Chemistry
大學
この問題の ウを詳しく教えて下さい!
値を記述せよ。
71. 〈密閉容器内の気体の溶解〉
10°℃ で8.1×10-°mol の二酸化炭素を含む水500mL を容益に
入れると,容器の上部に体積50mL の空間(以下,ヘッドスペー
スという)が残った(右図)。 この部分をただちに10°℃の窒素で
大気圧(1.0×10® Pa) にして, 密封した。この容器を 35°Cに放置
して平衡に達した状態を考える。
このとき,ヘッドスペース中の窒素の分圧は口ア Paになる。
なお,窒素は水に溶解せず, 水の体積および容器の容積は 10°℃C
のときと同じとする。
二酸化炭素の水への溶解にはヘンリーの法則が成立し,35°Cにおける二酸化炭素の
水への溶解度(圧力が1.0×10°Pa で水1Lに溶ける,標準状態に換算した気体の体積)
は0.59L である。ヘッドスペース中の二酸化炭素の分圧をか[Pa] として,ヘッドス
ペースと水中のそれぞれに存在する二酸化炭素の物質量 n. [mol] と n2 [mol] は,かを
用いて表すと
ヘッドスペース
50mL
二酸化炭素
を含む水
500mL
ni=イ×か
n2=| ウ |×か
である。これらのことから, へッドスペース中の二酸化炭素の分圧かはエPaであ
る。したがって, 35°℃における水の蒸気圧を無視すると,ヘッドスペース中の全圧は
|オ]Pa である。
問い[ア]~オ]に適切な数値を有効数字2桁で記せ。 R=8.3×10°Pa·L/(Kmol)
(15 京都大)
78. 〈浸透圧〉
0
77 ア 1.1×10°
(イ) 2.0×10-8
※04
(ウ) 1.3×10-7
体
5.4×10°
オ 1.6×10°
35+273
10+273
(イ)ヘッドスペース(気相)において, かV=nRT より,
※D
密閉容器における気体の溶解
を考えるとき,
CO2の分圧……[Pa]
気相の CO2…n.[mol]
水相の CO………n2[mol)
とおき。
解説(ア) 1.0×10°×-
-=1.08…×10°-1.1×10°(Pa)
C)
50
p×-
1000
=n×8.3×10°× (35+273)
答
ni=1.96…×10-カ=2.0×10-D
…D
気相で pV=nRT
*水相でヘンリーの法則
. CO2の物質量の総和
和
(ウ)水中(水相)において,ヘンリーの法則より,
0.59
22.4
500:
1000
o
D
1.0×10
N2=
n全=ni+n2
Choif
の3式を使って解く。
=1.31…×10-7p=1.3×10~7b
(エ) 封入した CO2は気相と水相に存在し, CO2の物質量の総和は変化
しないから
ni+n2=(0.196+1.31)×10-7カ=8.1×10-3
※2
ちなみに,この値を①, ②の
式に代入して計算すると
n=1.1×10-°mol
o
※24
-ル n2=7.0×10-°mol
00.0
p=5.37…×10*=5.4×10°(Pa)
(オ)p全ーDNa+ pco:=(1.08+0.537)×10°=1.6×10°(Pa)
NaCL + HO
000
00
ケ中くサ 高分子化合物が溶質の場合,
となる。
※3
(1)の凝固点降下度の測定より
も,(2), (3)の浸透圧の方が運
※34
78 (1) 1.9×10-4K (2) 2.5×10°Pa (3) 25mm(4) 42
定しやすい。
C-CH
(※の
解説(1) At=K;m より,
1.0
1000
-4=1,9×10-4(K)
水銀の密度(13.6g/cm°)は
解答
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