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基本例題24
気体の溶解度
H=1.0 C=12
N=14
0=16
→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。
20℃ 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。
20℃ 5.0×10 Paで, 1Lの水に溶ける水素は何mol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℃,
9.0×10 Paに保ったとき, 水素は何mol 溶けるか。
■ 考え方
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
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。
10/29 1/2 7/307/31
| 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
とけてるmal
気体の溶解度は圧力に比例するので, 5.0×10 Paでは、
9.82×10-4molx 5.0X105
1.0×105
(2)
=4.91×10-3mol=4.9×10-mol
気体の状態方程式 PV =nRTからVを求める。
4.91×10 - mol×8.3×103 Pa・L/(K・mol)×273K
5.0×105 Pa
V=
=2.2×10-L=22mL
別解
第Ⅲ章
物質
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 Pax1/4= 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 ) =2.5×10-3 mol
