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0°C. 1.01 × 10 Pa(標準状態)において,酸素は1Lの水に44.8mL溶ける。次の
久開いに答えよ。気体定数:R=8.3×10°Pa·L/(K·mol) 原子量: 0=16
0°℃. 5.05 × 10°Paで, ILの水に溶ける酸素は何gか。
12) 0°℃, 2.02 × 10°Paで, 1Lの水に溶ける酸素の体積は,その温度と圧力のもと
で何mLか。
(3) (2)を標準状態に換算した場合,何mLになるか。
14) 0°℃で, 1Lの水に1.01 × 10°Paの空気が接しているとき,溶解している酸素は
何gか。ただし, 空気中の窒素と酸素の体積の比を4:1とする。
6oin
気体の溶解量(物質量または質量)は, その気体の圧力に比例する。
解説 0℃, 1.01 × 10°Pa(標準状態)において, ILの水
に溶ける酸素O2(分子量32)の量は,
1.01×10°Pa
2.02×10Pa
44.8 × 10-3L
22.4L/mol
物質量:
=2.00 × 10-3mol
質量
:32g/mol × 2.00 × 10-3mol =6.4×10-?g
気体
気体
(1) 気体の溶解量(質量)は, 圧力に比例するので
5.05× 10°Pa
1.01 × 10 Pa
6.4× 10-2g×
= 0.32g
溶媒
溶媒
(2) 0℃, 2,02 × 10°Paにおいて, ILの水に溶ける酸素の
物質量は、
気体分子
2.02 × 10° Pa
1.01 × 10° Pa
気体の状態方程式PV="RTより,
2,00 × 10-3mol ×
-=4.00×10-'mol
4.00 × 10-mol × 8.3 × 10°Pa·L/(K·mol)× 273 K
2,02 × 10° Pa
V=
nRT
P
= 44.8mL- 45mL
の解」一の溶媒に溶けうる気体の体積は, 測定した温度·圧力のもとでは一定である。
したがって,どのような圧力のもとでも, 体積は44.8mL 45mLとなる。
(3) 標準状態に換算するには, 温度が一定であることより,ポイルの法則PV=P.Vaを用いる。
2,02 × 10°Pa ×44.8mL=1,01 × 10'Pa× V[mL]
4) 空気中の酸素の分圧は,体積の比が窒素:酸素= 4 : 1 であることから,
1,01 × 10°Pa×
g]
V=89.6mL
混合気体での各気体の溶解量は、
その気体の分圧に比例する。
= 2,02 × 10' Pa
7賞量
等式
-キ
したがって、溶解している酸素の質量は、
64× 10-g×
2,02 × 10'Pa
1.01 × 10°Pa
与1.3×10-g
(1) 032g
(4) 1.3× 10-°g
(2) 45mL
(3) 89.6mL
第3章 溶液|129
化学·第1編
