3気体の溶解度 [1994 島根大]
次の文を読み, 問いに答えよ。
H=1.00, C=12.0, 0 = 16.0, 気体定数=8.3×103L.Pa/(K・mol)
A君は次のようにして炭酸水をつくった。 内容積100Lの容器中の水 700mLにドラ
イアイス 2.2gを加え, すぐに密閉した。 ドライアイスが完全に消失した後、さらに十
分長い時間放置した。 このとき, 温度は27℃, 外気圧は1.0×105Paであった。
A君は,この容器内の気体の圧力を, 空気の溶解度と水蒸気圧が無視できるものとし
て,次のように見積もった。 27℃, 1.0×105Paでの二酸化炭素の溶解度 (mL/水 1mL,
標準状態に換算した値) は 0.72 なので,このときの二酸化炭素の分圧をPとすると, 水
に溶解している二酸化炭素の量は, ヘンリーの法則が成立するならば [
molであり,気体の二酸化炭素の量は、気体の状態方程式を用いると
mol となるから,Pは
Pa と求められる。 さらに, 空気の分圧は
Paとなる。
Paだから, 容器内の気体の全圧は
しかし, ヘンリーの法則は窒素や
| 気体について成立するのであって, (a) 二酸化炭素や
うに水と反応し, 溶解度が
のように溶媒と反応せず, 溶解度が
のよ
|気体については, 濃度が低い範囲でしか成立し
|のみで
ない。 また, 気体の状態方程式についても、 厳密に成立するのは コ
あり、実在の気体では,低温, 高圧になるほど状態方程式からのずれが大きくなる。
(1)
イに分圧P を用いた式を記入せよ。
(2) ウ オに適当な数値を記入せよ。
(3) カ~コに適当な語句または物質名を記入せよ。
(4) 下線部(a) , 二酸化炭素と水との反応を化学反応式で示せ。
キ
(5) 下線部 (b) の理由を説明せよ。
]
