Question

いな

(1)についてです。

【ヘンリーの法則】一定温度で一定量の溶媒に溶解する気体の物質量(質量)は圧力に比例する

と習ったのですが、1番の解答だと体積も比例するのですか？(1)の解説の式の意味を教えて欲しいです🙇‍♀️

思考
250. 気体の溶解度 図のような容器に水1.00Lと酸素 O2 を入れ
容器内を0℃, 100×105 Pa に保ってしばらく放置すると, 水に溶
けていない酸素の体積は 3.00Lになった。 次に, 容器内の温度を
20℃, 圧力を 300×105 Pa に保ってしばらく放置した。 ただし, 0
℃, 100×10 Pa で, 水100Lに酸素は 49.0mL 溶けるものとする。
F
O2
水
(1) 下線部の状態で水1.00Lに溶けている酸素の体積は, 0℃, 1.00×105 Paで何mL
か。 また, 0℃, 3.00×105 Paでは何mLの体積となるか。
下線部の状態の容器内の水に溶けていない酸素の体積は, 0℃,100×105 Paで何
Lか。 また, 0℃,300×10 Paでは何Lの体積となるか。
(20 東京薬科大)

第五章 物質の状態
250. 気体の溶解度
解答
(1) 147 mL, 49.0mL (2) 2.90L, 0.967 L
解説 0℃ 100×10 Pa において、 水 1.00Lに溶ける酸素 O2の体
積は49.0mL で, 水に溶けていない酸素の体積は, 3.00Lである。
(1) 0℃,300×105 Pa で, 水100Lに溶ける酸素の体積を0℃
100×105 Paで表すと, ヘンリーの法則から、次のようになる。
3.00×105 Pa
1.00×105 Pa
49.0mL×
=49.0mL×3.00=147mL
また,水 100Lに溶けていた酸素を取り出して 3.00×10Paにおける
体積を求めると, ボイルの法則から、 次のようになる。
1.00×105 Pa
49.0mL×3.00 ×
=49.0mL
3.00×105 Pa
(2)容器に封入している酸素の,0℃ 100×105 Paにおける全体積は,
気体の酸素+溶けている酸素=3.00L+0.0490L=3.049L
(1)の結果から,加える圧力を300×105 Paにしたとき, 1.00Lの水に溶
ける酸素の体積を, 0℃ 100×10 Palで表すと, 0.147Lなので、水に
溶けていない 0℃, 1.013×10 Paの酸素の体積は,次のようになる。
3.049L-0.147L=2.902L
また,このときの体積を0℃, 3.00×105 Paで表すと, ボイルの法則か
ら次のように求められる。
①気体の溶解量を体積
で比較する場合、体積を
0℃, 1.00×105 Pa に換
算して同じ条件で表すこ
とが多い
②気体の溶解量を,気体
を溶かしたときの圧力に
おける体積で表すと、圧
力の変化に関係なく,体
積は一定になる。
2.902LX
1.00×105 Pa
3.00×105 Pa
-=0.9673L
051
今はの溶解度

Answer 1

✨ 最佳解答 ✨

🍇こつぶ🐡

【ヘンリーの法則】一定温度で一定量の溶媒に溶解する気体の物質量(質量)は圧力に比例する
＞ヘンリーの定義は、上で正しいのですが、上の話は、同温で、質量と物質量が圧力に比例しか言っておらず、実はもう1つヘンリーの定義があり、それが以下。

同温なら、圧力を何倍しても、その圧力下ではボイルの法則により、体積は変わらない。ただし、その圧力下でなく、元の圧力にしたら、体積も増える。

つまり、圧力を3倍にしても溶ける体積を圧力3倍の状態で調べたら、変わらないが、1倍にした時で計算すると、ボイルで1/3にならないから、そのまま3倍する。その話が画像2枚目解答です🙇

いな

ありがとうございます!!