Question

I

⑵の解説にエタノールの蒸気圧が〜一部が液体となる。とありますがどうしてそうなるのか教えて頂きたいです。🙇

55. 〈混合気体と蒸気圧> グラフ
温度と容積が調節可能な密閉容器に 0.090molのエタノールと0.110molの窒素のみ
を入れ, 全圧 p=1.0×10Pa, 温度 to=77℃ とした。 このとき,この混合物は一様に
気体の状態で,体積は Vo〔L] となった。 この混合気体を圧力一定 (1.0×10 Pa) の条件
を保つように, 容積を調節しながらゆっくりと冷却した。 すると, 温度 [°C] まで冷却
<実利
したところでエタノールの凝縮が始まった。
次の問いに有効数字2桁で答えよ。 気体はすべて理想気体として扱ってよい。 また,
窒素のエタノールへの溶解は無視できるものとする。 (R=8.31×10 Pa・L/(mol・K))
10
エタノールの蒸気圧〔×10*Pa]
8
00
4
2
0 20 40 60 80 100
温度 [℃]
(1)冷却し始めた時の混合気体の体積Vo〔L] の値を答えよ。
(2) 温度 [°C] の値を答えよ。
[22 東北大

55 (1) 5.8L (2) 60° (3) ① 0.67倍
(3)① 気体の体積Vを求めるには,気体の状態方程式 pV=nRT
思考の過程
を用いる。
◆ N2 のみについて,エタノールのみについて,全体について,ど
れについて代入したらよいのか,あるいはどれでも適するのか考
える。
解説 (1) 混合気体全体について、 気体の状態方程式より,
1.0×105×V=(0.090+0.110)×8.31×10°×(77+273)
Vo=5.8(L)
*24
(2)エタノールの分圧は,分圧=全圧×モル分率 より,
0.090
1.0×105x-
-=4.5×104(Pa)
0.090 +0.110
エタノールの蒸気圧が,この分圧よりも小さくなる温度では,一部
が液体となる。図より,エタノールは60℃で凝縮する。
(3)① 43℃ は(2)の60℃より低温で, 加圧前のエタノールは気液平衡
の状態。また、加圧後は体積が減少するので, 加圧後のエタノー
ルも気液平衡の状態。 加圧前後でエタノールの分圧は蒸気圧に等
しく, 43℃では 2.0×10 Pa で一定である。
③
*4◄
加圧前のN2 の分圧は 1.0×10 -2.0×10=8.0×10^(Pa)
加圧後の N2 の分圧は 1.4×10°-2.0×10=1.2×10(Pa)
加圧前の体積を V, 加圧後の体積を V2 とする。 加圧前後のN2
⑤
のみについて, DV =一定であるから
8.0×10×Vi=1.2×105×V2
V2_0.80
≒ 0.67 (倍)
V1 1.2
② 加圧後の N2 と気体のエタノールについて,
*64
(分圧比)=(物質量比) が成り立つ。 気体のエタノールは,
42 0.110×-
2.0×104
1.2×105
≒1.8×10-2 (mol)
※
モルー
※
気液
は
圧を
(1)-
分
51

Answer 1

✨ 最佳解答 ✨

🍇こつぶ🐡

t1を求める問題であるが、問題文に、「t1まで冷やしたところで、凝縮が始まった」とあるから。凝縮とは液体になること🙇

I

ありがとうございます！