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化学 高校生

(2)は私はボイルの法則を使い2枚目のように解きました。 これだとなぜダメなんですか? よろしくお願いします☀️

発展例題3 水蒸気との混合気体 ピストン付きの容器に窒素と少量の水を入れ77℃に保つと, 容器内の圧力は 9.0×10 Paになった。 このとき, 容器内 に液体の水が存在していた (状態I)。 次に, 温度を77℃に 保ってピストンを押し、 気体部分の体積をはじめのちょう ど半分の0.83Lにした (状態ⅡI)。 77℃における水蒸気圧 を4.0×10' Pa, 液体の体積は無視できるものとする。 (1) 状態 Ⅰ で, 窒素の分圧は何Paか。 (2) 状態ⅡI, 容器内の全圧は何Paか。 (3) 状態ⅡIで存在する水蒸気の物質量は何mol か。 ■ 考え方 (1) 液体の水が残っていると き上部の空間には水蒸気が 飽和しており, その分圧は水 蒸気圧に等しい。 (2) 窒素の分圧はボイルの法 則にしたがって変化する。 水 蒸気の分圧は, 液体の水が共 存していれば,水蒸気圧に等 しい。 (3) 水蒸気に関しても、 気体 の状態方程式が成立する。 Na 9.0×1000 1.66L n= 状態 Ⅰ 77°C = 問題32-33-34 水、 ■解答 (1) 水蒸気圧が4.0×10 Pa なので、 窒素の分圧は, 9.0×10 Pa-4.0×10 Pa=5.0×104 Pa (2) 体積を半分にすると, ボイルの法則から, 窒素の分圧は 2倍になるので, 5.0×10 Pa×2=1.0×10 Pa 一方, 水蒸気の一部は凝縮し, 水蒸気圧は 4.0×10Pa に 保たれる。 したがって, 全圧は次のようになる。 1.0×105Pa +4.0×10 Pa=1.4×10 Pa (3) 水蒸気の物質量は, 気体の状態方程式から, 4.0×10+Pa×0.83L PV RT 8.3×10Pa・L/(K・mol) ×350K =1.1×10-2mol 0.83L 状態 ⅡI 77°C

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化学 高校生

この問題のウとエで、CO₃とHCO₃とCaの大小関係は示されていますが、これらの濃度と、H、OHの濃度の大小関係は証明されてないのに、なぜそうかけるのですか?

°262.〈二酸化炭素水溶液の電離平衡と鍾乳洞〉 思考 鍾乳洞は,炭酸カルシウム CaCO3を主成分とする石灰岩が二酸化炭素CO2 を含む地 しょうにゅうどう どうくつ 下水に溶かされて洞窟になったものであり, その過程は次の反応で説明できる。 ア +2 イ CaCO3 (固) + CO2 + H2O~ このことを確認するために, 透明の反応容器内で生石灰 CaO 5.6×102g を純水 1.0L (1) ase に溶解し, この溶液に不活性ガス (貴ガス) とCO2 の混合ガスを吹き込んで、 沈殿の生 成と溶解の様子を観察した。 その結果, 混合ガスを吹き込むと溶液が白濁するが, CO2 の分圧(Pco.) が一定の値以上になると白濁した溶液が再び透明になることを確認した。 沈殿の完全溶解に必要なPco2 の値は,次のようにして推定することができる。 CO2 は水に溶けると H2CO3 となるが, この H2CO3 の濃度は Pco, に比例し, その比例定数は 3.2×10-7 mol/(L・Pa) であることが知られている。 また, 溶液中では次の反応が起こる こともわかっている。 H2CO3 ← HCO3 CaCO3(固) Ca2+ + CO32- K4=4.0×10-(mol/L2) ここで, K2, Ks はそれぞれ反応 ②,③の平衡定数, K4はCaCO3 の飽和溶液における陰 陽両イオンのモル濃度の積(K〟= [Ca²+][CO3^-]) であり,一定の温度でそれぞれ一定の 値を示す。これらのことを考慮すると,まず, H2CO3, HCO3", CO3の濃度は Pco. と [H+] を用いてそれぞれ次のように表される。 [H2CO3]=3.2×10-7 × Pco (mol/L) H+ + HCO3- H+ + CO32- [HCO3-]=[A × PCO₂ (23/ [H+] (mol/L) [HA]] 303 Nom K2=5.0×10-7 (mol/L) K3=5.0×10-" (mol/L) Pcoz [CO3^-]=B x 10 (mol/L) [H+]2 (2) (3 6 次に,これらの反応が中性付近の水溶液中で起こっているものとすれば,この水溶液中 に存在するおもな陰イオンはウであり, また陽イオンはエであるから,それぞ れの電荷を考慮すると次の関係式が近似的に成立する。 10 (8) [オ]]=2[カ] mayo 一方、上の実験において CaCO3 が完全に溶解するときは Ki= [Ca²+][CO3^-] の関係 にもとづいて次の式が得られる。 [CO3²] ≤ C (mol/L) OH したがって, これらの式から Pco の値を求めると, PcoD (Pa) となる。 なお、

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