Question

おにぎり

⑷で1/5や4/5をかけないといけないのはなぜですか

p.128
71. 気体の溶解
20℃で1.013 × 10 Paの空気で飽和させた水1Lに溶けている酸素と窒素について、 次の問いに答えよ。 ただし,
20°Cで 1.013 × 10Paの酸素と窒素は, 水1Lに対してそれぞれ32mL, 16mL溶けるものとし、 空気は酸素
と窒素が体積比1:4で混合した気体であるとする。
(1) 一般的に,溶媒に溶けにくい気体の場合, 一定温度で一定量の溶媒に溶ける気体の質量は,その気体の圧
力に比例する。このことを、何の法則というか。
(2) 溶けている酸素と窒素の体積 (それぞれの分圧での体積)は,それぞれ何mL か。
(3) 溶けている酸素と窒素の物質量の比はいくらか。
(4) 溶けている酸素と窒素の質量の比はいくらか。
(5) 一般的に, 水に対する気体の溶解度は, 温度が高くなるとどうなるか。

E
水の質
7g:50g-y=20g
A 水
A 水 水は、
71(1) ヘンリーの法則 (2) 酸素: 32mL, 窒素:16mL
(3) 酸素窒素12 (4) 酸素窒素 =4:7 (5) 小さくなる
(2) ヘンリーの法則とボイルの法則により, 水に溶ける酸素と窒素の体
積(それぞれの分圧での体積) は, 圧力によらず一定である。 よって
溶けている酸素と窒素の体積は, 1.013 × 10 Paのときと変わらず,
それぞれ32mLと16mLである。
(3) 物質量 [mol]=-
標準状態での体積 〔mL]
22400 mL/mol
5, 20°C, 1.013×105 Pa
で水1Lに溶ける酸素と窒素の物質量は,それぞれ
mblexe
(02)
O
32
mol,
22400
16
22400
H
-molo 酸素と窒素の分圧はそれぞれ1.013×10×=Pa,
4
02N2
1013×10 × Paであるから,ヘンリーの法則より,溶解した気体 4
5
の物質量の比は,
213
(0) 0.8-001x0
(ふつう
4
1.013×105 Pax
1.013 × 10°Pax-
32
5
-molx
ある計算式
22400
1.013 × 10 Pat
16
22400
5
-molx
1.013×105 Pa
られるが、
O2の物質量
N2 の物質量
1
1 比の値を求めるので,
量を一定
=1:2
例式を立て
(4) 質量[g] =モル質量[g/mol] × 物質量 [mol] であるから, 溶解した
気体の質量の比は,
1つ1つの具体的な数値
を計算せずに,約分す
とよい。
20
6
32g/molx
32
22400
・molx
1
5
28 g/mol X-
16
22400
4
・molx-
5
O2の質量
=4:7
N2の質量
で
(5) 一般に,気体の溶解度は,温度が低くなるほど大きくなる。これは,
温度が上がると熱運動が激しくなり、気体分子が溶媒分子との分子
間力を振り切って,外へ飛び出しやすくなるからである。
(

Answer 1

ク〜

ヘンリーの法則で注意しないといけないのは、溶ける気体の量は、その気体の「分圧」に比例するということです。この問題では、「酸素」が20度、1気圧の時、32mL溶けると言われています(窒素は入っておらず、酸素のみが入った容器を想像して下さい)。
今回、1気圧下で酸素と窒素が1:4の比で入っているので、酸素の分圧は1気圧×1/5=1/5気圧です。窒素も同様に4/5気圧です。酸素は1気圧で32mL溶けるので、1/5気圧では32×1/5mL溶けます。窒素も同様です。それをmolに換算したのがその式です！