Question

もともと

アはどこに着目して解けばいいですか？

ウは解説中になぜヘンリーの法則がもちいられているのですか？

準77. 〈密閉容器内の気体の溶解〉
ヘッドスペース
50mL
10°℃ で8.1×10-3mol の二酸化炭素を含む水500mLを容器に
入れると,容器の上部に体積50mLの空間(以下, ヘッドスペー
スという)が残った(右図)。この部分をただちに 10℃の窒素で
大気圧(1.0×10°Pa)にして、 密封した。この容器を35°℃に放置
して平衡に達した状態を考える。
このとき,ヘッドスペース中の窒素の分圧はマァ Paになる。
なお,窒素は水に溶解せず, 水の体積および容器の容積は 10℃
のときと同じとする。
二酸化炭素の水への溶解にはヘンリーの法則が成立し,35°Cにおける二酸化炭素の
水への溶解度(圧力が1.0×10°Pa で水1Lに溶ける,標準状態に換算した気体の体積)
は0.592である。ヘッドスペース中の二酸化炭素の分圧をか[Pa] として, ヘッドス
ペースと水中のそれぞれに存在する二酸化炭素の物質量 n. [mol] と n2[mol] は,かを
用いて表すと
n=Vイ]×カ
n2=Vウ |×p
である。これらのことから, ヘッドスペース中の二酸化炭素の分圧かはマェ p。であ
る。したがって,35°℃における水の蒸気圧を無視すると、ヘッドスペース中の全圧は
二酸化炭素
を含む水
500mL
VオPa である。
問い「ア~オに適切な数値を有効数字2桁で記せ。R=8.3×10°Pa·L/(Kmol)
(15 京都大)

77 ア 1.1×10°
5.4×10°
イ) 2.0×10-8
ウ 1.3×10-7
オ 1.6×10°
35+273
解説(ア) 1.0×10°×
-=1.08…×10°=1.1×10°(Pa)
10+273
(イ)ヘッドスペース(気相)において, かV=nRT より,
50
p×
-=n_×8.3×10°× (35+273)
1000
ni=1.96…×10-カ=2.0×10-8か
…①
(ウ)水中(水相)において, ヘンリーの法則より,
0.59
X
500
n2=
22.4
1.0×10°
1000
=1.31…×10-7か=1.3×10-7b
2
(土)封入した CO2は気相と水相に存在し, CO2の物質量の総和は変化
しないから
ni+n2=(0.196+1.31)×10-'か=8.1×10-3
カ=5.37…×10*=5.4×10*(Pa)
※2
オ) 全= DNa+ poo:=(1.08+0.537)×10°=1.6×10° (Pa)
00.

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

アフロ博士

アは気体の状態方程式を考えます。
変えられた条件は10℃から35℃に温度が上昇したことなのでpV=nRTのうちV,n,Rは一定です。ですからp/T=(一定)となり、これについて答えの通り計算します。

ウは気体の圧力が大きければ大きいほど溶媒によく溶けるというヘンリーの法則を使っているだけで、特に特別な用い方はしていないと思います。

もともと

ありがとうございます！