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℃, 5.0×10 Pa で, 1Lの水に溶ける水素は何mol か。
SS
(2) 0℃, 5.0×10Pa で, 1Lの水に溶ける水素の体積は、その圧力下で何mL か。
C
(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℃,
1.0×10Pa に保ったとき, 水素は何mol溶けるか。
[231
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。
度は圧力に比例する。
(2) 気体の状態方程式を
用いる。
溶解する気体の体
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。
DOI
解答
(1) 0℃,1.0×105Paで溶ける水素の物質量は,
2.2×10-2L
22.4L/mol
-=9.82×10-4 mol ESSERE & ESS
気体の溶解度は圧力に比例するので, 5.0×105Pa では,
105 PAL
JOOS
9.82×10-4molx.
=4.91×10-3mol=4.9×10-3mol
(2) 気体の状態方程式 PV=nRT からVを求める。
1=1V=
4.91×10-3 mol×8.3×103Pa・L/ (K・mol)×273K
5.0×105 Pa
5.0×105
1.0×105
=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、 ボイルの法
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1.0×10Pa ×1/4=2.5×105Pa なので,溶
ける水素の物質量は,
8
9.82×10-mol×(2.5×105/1.0×10)=2.5×10-3mol
第Ⅲ章
物質の状態
