Question

みかんちゃん

この問題の(1)でなぜ体積は3倍にならないんですか？

AYA
45 [気体の溶解度] 水素は25℃ 1.0 × 105 Pa で, 水1Lに19.7mL溶ける。
↓ check! 次の問いに答えよ。
(1) 温度を変えず, 圧力を3倍にすると,その条件下で水1Lに何mLの水
素が溶けるか。
(2)(1) で溶解した水素は標準状態に換算すると, 何mLか。
(3) (1) で溶解した水素は何gか。 有効数字2桁で求めよ。

45
解答
(1) 19.7 mL (2) 54.1 mL
解説
-3
(3) 4.8 × 10 3 g
Pay
(1)~(3)
圧力3倍
問題文
PH, 1.0×105 Pa
PH₁ =3.0×105 Pa
70
↓
25°C
X8S25 °C
K1 L
19.7 mL
1L
19.7 mL

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

🍇こつぶ🐡

体積の場合は、ボイルの法則が当てはまり、圧力を3倍にすると体積が1/3になるため、溶解量は変わらないとなる。

溶ける質量や物質量は比例するのだが、体積は変わらない。
この理由をわかりやすく以下。

PV＝nRTで、温度一定だから、Tは一定。気体定数だからRも一定。すると、V＝nRT/Pとなる。RTは一定だから、kとおくと、V＝nk/Pとなる。

ここで、Pを3倍にすると、nも3倍溶けるから、V＝(3n)k/(3P)＝nk/Pとなり、圧力3倍だとmolも3倍溶けるが、体積はその3倍時はボイルの法則が適用され1/3になるため、結局3❌1/3＝4倍となり体積は変わらないとなる。

これを3倍の圧力時でなく、標準状態にするなら3倍の体積になるが、3倍の圧力時では同じ体積になる。

ヘンリーは、この考え方が面倒だから、なかなか理解できないと思うが、どの圧力で体積を考えているかを把握するのが大切である🙇

みかんちゃん

ありがとうございます