H=1.0C=12 N=140=16
基本例題24
気体の溶解度
→問題 238 239
水素は, 0℃, 1.0×10 Pa で, 1Lの水に22mL 溶ける。 次の各問いに答えよ。
(1) 0℃ 5.0×10 Pa で, 1Lの水に溶ける水素は何molか。
DES
第Ⅲ章
物質の状態
(2)0℃, 5.0×10 Pa で, 1Lの水に溶ける水素の体積は,その圧力下で何mL か。
(3) 水素と酸素が1:3の物質量の比で混合された気体を1Lの水に接触させて, 0℃,
1.0×10 Pa に保ったとき, 水素は何mol 溶けるか。
考え方
O
ヘンリーの法則を用いる。
(1) 0℃, 1.0 × 105 Pa におけ
る溶解度を物質量に換算する。
溶解度は圧力に比例する。
(2) 気体の状態方程式を用い
解答
(1) 0℃ 1.0×10 Paで溶ける水素の物質量は,
2.2×10-2L
22.4L/mol
=9.82×10-4 mol
TES
気体の溶解度は圧力に比例するので, 5.0×105 Paでは,
5.0×105
1.0×105
9.82×10-4mol x
る。
別解
溶解する気体の体
積は,そのときの圧力下では,
圧力が変わっても一定である。
(3) 混合気体の場合,気体の
溶解度は各気体の分圧に比例
する。
-=4.91×10-3mol=4.9×10-3mol
(2) 気体の状態方程式 PV =nRT から Vを求める。
4.91×10-3mol×8.3×10°Pa・L/(K・mol)×273K
L/(K)
273 K
V=OUT
5.0×105 Pa
=2.2×10-L=22mL 品番
■別解 圧力が5倍になると,溶ける気体の物質量も5
倍になる。 しかし、この圧力下で溶ける気体の体積は, ボイ
ルの法則から1/5になるので,結局, 同じ体積22mLになる。
(3) 水素の分圧は1.0×10 Pa×1/4=2.5×105 Pa なので,
溶ける水素の物質量は,
9.82×10-4molx (2.5×105/1.0×105) =2.5×10-mol
5×10-3
