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Chemistry Senior High

(2)の解答は有効数字2桁なのに、(3)の解答は有効数字3桁なのは何故でしょうか。

例題2 気体の溶解度 0℃,1.01 × 10°Pa (標準状態)において, 酸素は1Lの水に 44.8mL溶ける。 次の 各問いに答えよ。 気体定数 : R = 83 × 10°Pa・L/ (K・mol) 原子量:0=16 (1) 0℃, 5.05 ×105Paで, 1Lの水に溶ける酸素は何gか。 (20℃,2.02 × 10Pa で, 1Lの水に溶ける酸素の体積は、その温度と圧力のもと で何mLか。 (3)(2)を標準状態に換算した場合、 何mLになるか。 (4) 0℃で,1Lの水に 1.01 ×105Paの空気が接しているとき, 溶解している酸素は 何gか。 ただし、空気中の窒素と酸素の体積の比を4:1とする。 ポイント 気体の溶解量(物質量または質量) は, その気体の圧力に比例する。 [解説] 0℃,1.01 × 10Pa (標準状態)において, 1Lの水 に溶ける酸素O2 (分子量32) の量は, 44.8 x 10-L 22.4L/mol = 2.00x10-3 mol 質量 : 32 g/mol × 2.00 × 10-mol = 6.4 × 10-2g 物質量: (1) 気体の溶解量(質量) は,圧力に比例するので 5.05 x 105 Pa = 0.32g 1.01 x 105 Pa 6.4 × 10-2g × umika (2) 0℃,2.02 ×105Paにおいて, 1Lの水に溶ける酸素の 物質量は, 2.00×10-3mol× 気体の状態方程式PV=nRT より, nRT P V=- 2.02 x 105 Pa 1.01 × 105 Pa 6.4 x 10-2g × 解答 (1) 0.32g ¥4.00 x 10-3mol したがって, 溶解している酸素の質量は, 202 × 10 Pa≒1.3 × 10-2g 1.01 x 105 Pa 1.01 × 105 Pa 4.00 x 10-3 mol × 8.3 × 10° Pa・L/(K・mol) × 273K 2.02 x 105 Pa (2) 45mL 気体 溶媒 2.02×105 Pa 気体分子 =44.8mL≒45mL 〔別解〕 一定量の溶媒に溶けうる気体の体積は、測定した温度・圧力のもとでは一定である。 したがって,どのような圧力のもとでも、体積は44.8mL≒45mLとなる。 (3) 標準状態に換算するには,温度が一定であることより, ボイルの法則 PiVi = P2V2を用いる。 V=89.6mL 2.02 x 105 Pa X 44.8mL = 1.01 X 105 Pax V (4) 空気中の酸素の分圧は,体積の比が窒素 酸素=4:1であることから, 1.01 x 10 Pax. = 2.02 ×10^Pa 気体 (3)89.6mL (4) 1.3× 10-2g 3章 溶媒 TR 混合気体での各気体の溶解量は, その気体の分圧で考える。 3章 溶液の性質 25

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(2)(3)の式の意味を教えて欲しいです

<問> 水素H200℃, 40℃の溶解度は, 0.021, 0.016である (0℃, 1.0×10Paの条件 に換算した, 1Lの水に溶ける体積L)。 次の各問いに答えよ。ただし,H=1.0とする。 (1) 0℃, 4.0×105Paで10Lの水に溶ける水素の物質量を求めよ。 (2)0℃,4.0 × 10 Pa で 10Lの水に溶ける水素の体積を求めよ。 (3) 0℃,4.0×10°Paで10Lの水に溶ける水素の, 0℃, 1.0×10 Paでの体積 を求めよ。 (4) 0℃,1.0×105Paで10Lの水に水素を溶かしたのち、圧力を一定に保ちな がら温度を40℃に上昇させたところ,溶けていた水素が気体となって出て いった。 出ていった水素の質量を求めよ。 解きかた 0℃で1Lの水に溶ける水素の体積は標準状態に直すと0.021L, 40℃で1Lの水に溶ける水素の体積は標準状態に直すと0.016L ということです。 0.021 0.016 それぞれを物質量に直すと [mol〕, 〔mol〕 ol ですね。 22.4 22.4 (1) 圧力が4倍になり、水の量が10倍になっていますから 0.021 22.4 =0.0375 [mol] 3.8×10-2mol (2) これは引っかかりやすい問題です。 前ページで見たように, 気体の体積 はその圧力・温度下で計算した場合, いつでも一定です。 0℃, 1.0×10 Paで1Lの水に溶ける水素の体積は0.021L で, 4.0×10 Pa でも体積は不変です。 水が10L になった部分だけが影響します。 0.021 [L]×10= 0.21L floen (3) 0℃,1.0×105Paでは気体の体積は1molで22.4L なので (1)で求めた, 溶けている物質量に22.4を掛けましょう。 4×10×- 0.021-0.016 22.4 ... ... 0.0375 (mol) X22.4 (L/mol)=0.84L または,(2)を4倍にしたのが0℃, 1.0×105Paでの体積になるとしても かまいません。 0.84L 答 (4) 1Lの水で温度を0℃→40℃と変化させると [mol〕 ... 答 4.5 x 10-3g の水素が水に溶けていられずに発生します。 10Lの水の話なので,こ の10倍の水素が発生し, H2は1molあたり2.0gなので 0.021-0.016 10x. -×2.0 = 0.00446 [g] 22.4 答

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化学 ヘンリーの法則について (2)なのですが、22×5は1.0×10^5Paにおいてのmolということでしょうか?そしてそれを5.0×10^5Paの下で測るので結局体積は同じということですか?😵‍💫

基本例題26 気体の溶解度 問題 228・229 水素は, 0℃, 1.0×105 Pa で, 1Lの水に 22mL 溶ける。次の各問いに答えよ。 (1) 0℃, 5.0×105Paで,1Lの水に溶ける水素は何mol か。 (20℃, 5.0×105 Pa で, 1Lの水に溶ける水素の体積は,その圧力下で何mL か。 (3) 水素と酸素が1:3の物質量の比で混合された気体を1Lの水に接触させて, 0℃, 1.0×106 Paに保ったとき, 水素は何mol 溶けるか。 考え方 ヘンリーの法則を用いる。 (1) 標準状態における溶 解度を物質量に換算する。 溶解度は圧力に比例する。 (2) 気体の状態方程式を 用いる。 別解 溶解する気体の体 積は,そのときの圧力下 では,圧力が変わっても 一定である。 (3) 混合気体の場合,気 体の溶解度は各気体の分 圧に比例する。 11. 溶液の性質 129 2.2×10-2L 22.4L/mol Cass 解答 (1) 0℃,1.0×105Paで溶ける水素の物質量は, -=9.82×10-4mol 気体の溶解度は圧力に比例するので, 5.0×10Pa では, 5.0×105 9.82×10-4mol× 1.0×105 (2) 気体の状態方程式 PV = nRT からVを求める。 4.91×10-3 mol×8.3×103Pa・L/(K・mol)×273K V= 5.0×105 Pa =4.91×10mol=4.9×10-mol =2.2×10 L=22mL 別解」 圧力が5倍になると, 溶ける気体の物質量も5倍にな る。 しかし、この圧力下で溶ける気体の体積は,ボイルの 則から 1/5になるので, 結局, 同じ体積 22mL になる。 (3) 水素の分圧は1.0×10°Pa× 1/4 = 2.5 × 105 Paなので, ける水素の物質量は, 9.82×10-4mol × (2.5×105/1.0×105) = 2.5×10-3 mol

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