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。
0℃,5.0×105 Pa で, 1Lの水に溶ける水素は何molか。
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。
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
■ 解答
(1) 0℃, 1.0×10 Paで溶ける水素の物質量は,
曲
2.2×10-2L
22.4L/mol
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。
-=9.82×10-4 mol
TES
9.82×10-4molx
気体の溶解度は圧力に比例するので, 5.0×105 Pa では,
5.0x 105
1.0×105
(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。
80009
=4.91×10-3mol=4.9×10-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
V=-
=2.2×10-2L=22 mL
5.0×105 Pa
gl
不別解 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 ) =2.5×10-3mol
