基本例題8 気体の溶解度
→問題 51.52
水素は,0℃, 1.0×105 Pa で, 1Lの水に22mL 溶ける。 次の各問いに答えよするel
√10℃,5.0×105 Pa で, 1Lの水に溶ける水素は何molか。(oxiospac
5,0x105 Pa
(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
あ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
る。
別解
0
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。
解答
(1) 0℃,1.0×105 Paで溶ける水素の物質量は,
2.2×10-2L
22.4L/mol
=9.82×10-4mol
気体の溶解度は圧力に比例するので, 5.0 × 105 Paでは,
9.82×10-4molx
5.0×105
1.0×105
=4.91×10-3mol=4.9×10-3 mol
(2) 気体の状態方程式 PV=nRT から Vを求める。
4.91×10-3mol×8.3 × 103 Pa・L/(K・mol)×273K
5.0×105 Pa
=2.2×10-2L=22mL
OR
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 = 2.5×10 Pa なので,
溶ける水素の物質量は,
