Question

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1番下に引いた下線部について，なぜ水蒸気は0.4molと言えるのですか？

61 〈分圧の法則と蒸気圧〉
★★
■ 4 気体の法則
右図の蒸気圧曲線を参考にして、次の文の空欄に適する整数値を答えよ。
ヘキサン 2mol, 水蒸気 1 mol, 窒素2molか
らなる混合気体があり,これを90℃, 1.0 ×
10
35
10 Paに保っておく。 この混合気体の圧力を
1.0 × 10Paに保ったまま, 徐々に冷却してい
くとき、水滴の生じ始める温度は約
℃
である。 さらに冷却して, ヘキサンが液体に
なり始めたとき, 水蒸気の60%が液体に変化
していた。 このとき, ヘキサンの蒸気圧は
イ
Paであり, 温度は約ゥ ℃である。
8
6
蒸気圧
[107] 4
Pa
2
0
0
キサン
氷
20 40 60 80 100
温度 [℃]
(宇都宮大改)

▶61
I
解説(ア) 混合気体の圧
45
ら、
と
力を1.0×10 Pa に保ったま
ま冷却するということは、右
図のような装置に混合気体を
1.0×10 Pa
入れ、ピストンが可動の状態
で冷却することを意味する。
すなわち、冷却すると, ピストンがゆっくり下が
ってきて、常に一定の圧力 1.0×10 Paを保つ。
(ア) 気体では,(分圧比)=(物質量比)の関係が
り立つから、ヘキサン、水蒸気, 窒素の分圧をそれ
ぞれPヘキサン, PH20, PN2 とすると,
より
この圧
2
Pヘキサン 10×10×
5
=4.0×10^〔Pa'
内に
水蒸
蒸でな
RED
Pio=1.0×10°×3=2.0×10 [Pa]
PN2 = 1.0×10×
-=4.0×10^〔Pa]
気圧
5
。
存在
存在
あり、
三力変
に比
それぞれの分圧の値をグラフにプロットし、その
点から横軸に平行な直線を引くと, まず, 60℃で水
の蒸気圧曲線と交わる。 ..60℃で水が凝縮し始
める。 (窒素の蒸気圧曲線は与えられていないが、
素は0~100℃の範囲では凝縮しない。)
(イ)さらに温度を下げると, 水の凝縮により様
気の圧力は急激に減少する一方, 全圧を1.0X
10 Pa に保っているのでヘキサンと窒素の分圧は
やや増加する。(したがって、ヘキサンの凝縮の
まる温度は約42℃
ではない。)
ヘキサンの凝縮
が始まったとき、
容器に残っている
気体は、水蒸気
蒸気圧 〔×10*Pa]
10
8
6
0.4mol, ヘキサン
020
80
20 40 60
温度 [℃]
印する
O 15.2
2mol, 窒素 2mol
ヘキサンの蒸気の分圧は,
であり,これらの全圧は1.0×10 Pa であるから
(分圧比) = (物質量比)より,
1.0X105X-
2
0.4+2+2
=4.5×10¹(Pa) ab
g)
度をグラフで読むと, 約45℃である。
(ウ) ヘキサンの飽和蒸気圧が4.5×10 Paになる