✨ ベストアンサー ✨
反応したO2とできたCO2のモル合計は0.2mol+0.2mol=0.4molですね。この二つの気体の圧力(分圧)は状態方程式より8.3×10^4Paですね。
問題の質問部分ですが、
H2Oも燃焼後0.40molできていますよね。ですから、上のO2とCO2と同じ0.40molですから、状態方程式に入れたら、H2Oだけの圧力も当然8.3×10^4Paになりますね。
要するに、27℃で、
H2Oが気体(水蒸気)と仮定すると、状態方程式で0.4molですから、8.3×10^4Paですね、といっています。
ですから、H2Oが気体(水蒸気)ならば、
全圧はO2とCO2とH2Oの圧力合計となります。しかし、H2Oの圧力が27℃での水蒸気圧より計算値が大きい。だから、液体の水も入っている気液平衡状態がわかります。このように水が入っている場合は、蒸気圧曲線上の値までしかH2Oの圧力は上がりません。だから、O2とCO2の合計圧力とH2Oの水蒸気圧の合計が全圧となります。
質問内容に対する回答は、
同じ0.4molだから。と言えば分かるかもしれませんが、全体の解答の流れを説明するため、長文になりました🙇
＞水は27度では液体なのに、「気体である」と仮定していいのですか？
「気体である」ではなく、気体と液体が混じっているということ。それが気液平衡。
液体がある時点で蒸気圧曲線のグラフを超えた場合、液体が含まれますが、蒸気圧曲線上までがMaxの蒸気圧ですから、そこまで戻されます。
27℃はほとんど水かも知れませんが、一部気体になっていたら、水蒸気圧を考える。だから、問題文に27℃の水蒸気圧が記入されているのです🙇
丁寧に対応してくださって本当にありがとうございます🙇🏻♀️
気体と液体が混じった27度での気液平衡でも「全て気体であると仮定」できるのですか？
何度も質問すみません😭
＞気体と液体が混じった27度での気液平衡でも「全て気体であると仮定」できるのですか
気液平衡をまずしっかり理解されて下さい。
気体と液体が混じっている場合、蒸気圧は蒸気の圧力ですから、水の圧力は関係無いわけです。
全て気体では無く、水と水蒸気が混じっていますが、水蒸気圧とは文字通り「水蒸気圧」であり、水圧ではありません。だから、水があっても、水蒸気圧だけ考えるので、水が入っていますが、水の圧力は無視して、水蒸気圧までを加えて、全圧にしています🙇
＞気体と液体が混じった27度での気液平衡でも「全て気体であると仮定」
全て気体ではありません。液体と気体の混合物になっています。全て気体と仮定しているのではなく、水の部分は気体ではないから、分圧に入れないのです。だから、蒸気圧曲線が蒸気のMax圧力なわけで27℃でそれを超えた部分は液体部分ですから、その液体部分の水圧は考えなくてよく、蒸気圧がその温度での最高値だから、そこまでを足し算するわけです。くどいですが、液体が入っていたら、蒸気圧曲線までを考えれば良い。液体を気体と考え仮定するのではなく、気体しか考えなくて良いから。蒸気圧曲線とは蒸気の圧力の曲線ですから。ちなみに水の蒸気圧曲線はありません。水の圧力は水圧です🙇
＞水の蒸気圧曲線はありません。水の圧力は水圧です
混乱防止に。
蒸気圧曲線は蒸気圧の曲線です。気体の曲線です。水の気体が水蒸気ですから水蒸気圧曲線といった方がわかりやすいかも。ですから、水と水蒸気が一緒に存在する場合、水蒸気圧曲線はあるが、水圧曲線は無いので、水蒸気圧だけ考えるという意味です🙇
最後まで丁寧に説明してくださってありがとうございます🙇🏻♀️気圧の内容がまだ不完全できちんと理解できていないのでかなり頼らせていただきました🙏🏻
この蒸気圧曲線が絡む範囲である気液平衡問題に関しては、一度では理解できないと思いますから、繰り返し学習し理解度を上げて下さい。類似問題を反復練習されて下さい🙇
はい！本当にありがとうございました！とても助かりました🙇🏻♀️🙇🏻♀️
いえいえ🙇
この問題はたまたま物質量が同じだからこの値になったのですね！
すごく分かりやすい解説ありがとうございます！🙇🏻♀️
水は27度では液体なのに、「気体である」と仮定していいのですか？
意味わからない質問だったら無視してください🙏🏻