化学
高校生
解決済み

高3です

(1)フラスコ内の液体が蒸発、凝縮する流れのところで
質量変化が結局どうなるのかを教えて欲しいです。
凝縮した分空気の質量も減らないのでしょうか?

°52. (液体の分子量の測定〉 下の限 いに答えよ。気体定数 R=8.31×10° Pa·L/(mol·K), H=1.0, C=12, 0=16 アルミ箔温度計 C, H, Oからなる沸点56°℃の化合物Xについて, 次の実験1~①を行った。 0 アルミ箔,輪ゴム, フラスコの質量を測ると 258.30g 8.90 輪ゴム であった。 ② フラスコに5mL の化合物 X を入れた。 ③図のように,フラスコの口にアルミ箔と輪ゴムを用い てふたをし,釘で小さな穴を開けて, 沸騰水中にできる だけ深く浸した。 の化合物Xが全部気化したことを確かめた後,しばらく して温度を読むと100°℃であった。 ⑤ フラスコを取り出して放冷した後,外側の水をふき取り,ふたをつけたまま質量を 測ると 260.40gであった。 ⑥ フラスコの内容積は1.11 L であり,その日の気圧は 1.01×10° Pa であった。 の元素分析を行ったところ, 化合物 Xに占める炭素と水素の質量百分率はC6..1% H10.3%であった。 フラスコ 沸騰水- 0 (1) 理想気体の状態方程式を用いた計算式を示し,化合物Xの分子量を有効数字3桁 まで求めよ。 (2)実験①の結果から, 化合物 X の組成式を求めよ。 準°53 ヨへー
UL.4ー0L 空間) である A Ur U.AUリ 52 (1) 58.1(2) CsH6O 解説(1)5㎡Lの液体を加熱するとXが蒸発する。やがて, フラスコ 内を完全に満たし, 余分な蒸気は空気中へ出ていく。これを冷却す ると蒸気は凝縮し, 容器内に再び空気が入る。 この液体物質の分子 ※6 空気 空気 量をMとすると, 蒸気Xに対して気体の状態方程式を適用して, ※5 260.40-258.30 M 1.01×10×1.11=- ×8.31×10°×(100+273) blg) M=58.1 (2)化合物Xの組成式を CxH,O。 とすると alg) 蒸気の質量は、(b-a) [g]で 表される
化学重要問題集2021 52 液体の分子量

回答

✨ ベストアンサー ✨

フラスコの液体が蒸発して、それが外部に出ます。
そして冷却したら液体になります。

最初にフラスコ自体の質量を測定し、実験後のフラスコの質量を測定した時、それからフラスコ自体の質量を引いたら残った液体の質量になります。

空気の質量、といいますが系が解放系なので、そこのところは全く関係ありません。

例えば三角フラスコが100g。
これに水100g入れたら、この重さは200gですよね。
水入れた分だけフラスコの中から空気は押し出されていますが、それは考慮しませんよね?

そういう考え方があるんですね。ありがとうございます!!

気化した後フラスコから気体は逃げないのですか?

また、逃げないとして、フラスコ内の気体が全部凝縮していないこともありえますよね?

ちーろす

遅れました。
〉気化した後フラスコから気体は逃げないのですか?

逃げます。なのでアルミ箔に小さな針穴を開けてるんですよ。そうすることで、内部の圧力が外圧と同じ圧力になるまで液体蒸気が逃げていく寸法です。
針穴を小さくする理由は、あまり大きすぎると拡散で外の空気が入ってくることを防ぐため。

フラスコが割れないようにしてあるんですね!
その逃げていく液体蒸気は微量で変化量は無視できるということですか?

ちーろす

いえ、むしろ余分な蒸気をあえて逃がすためです。
例えば、液体を10gフラスコに入れて密封した状態ですべて蒸発させるとその気体の体積はフラスコと同じですが、内部の圧力がわからないため、気体の状態方程式が使えません。

しかし、穴を開けておけば、内部で高くなった圧力のせいで蒸気が外に漏れます。そして、最終的には外と同じ圧力になります。

これで、蒸気の圧力と体積がわかります。ただ、今度は外に漏れ出たので質量が変わりますよね?
そこで、そのフラスコを冷却する事で、フラスコ内に残った蒸気が液体となり、その質量を計ることで気体の状態方程式から分子量を求められるということです。

未知数が大切だとも分かりました
とても丁寧にありがとうございます🙇‍♂️🙇‍♂️

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