基本例題24 混合気体
問題 213・214・215
図のように, 3.0Lの容器Aに2.0×10 Paの窒素を, 2.0Lの容器Bに1.0×10Pa の水
素を入れ,コックを開いて両気体を混合した。温度は常に一定に保っておいた。 混合後
の気体について,次の各問いに答えよ。
(1) 窒素の分圧は何Paか。
(2) 全圧は何Paか。
(3) 各気体のモル分率はそれぞれいくらか。
(4) 混合気体の平均分子量はいくらか。
考え方
(1) 混合後の気体の体積は、
3.0L+2.0L= 5.0L である。
(2) ドルトンの分圧の法則から,
P=PN2+PH2
(3) 分圧=全圧×モル分率から,
成分気体の分圧
混合気体の全圧
モル分率=
(4) 平均分子量 M は各成分気
体の分子量×モル分率の和で求
められる。 N2 の分子量は28,
H2 の分子量は2.0である。
分子量は44である。
解答
(1) ボイルの法則から, 窒素の分圧 PN2 は ,
PVL 2.0×105 Pa×3.0L
V2
PN2=
5.0L
(2) 同様に,水素の分圧 PH2 は,
PiVi 1.0×105Pa × 2.0L
PH2
V2
5.0L
したがって, 全圧は,
(3)
(4)
A
3.0L
1.2×105 Pa
1.6×105 Pa
N₂....
コック
P=PN+PH=1.2×105Pa+4.0×104Pa=1.6×10Pa
=1.2×105 Pa
B
2.0L
ド=4.0×104 Pa
4.0×10+ Pa
1.6×105 Pa
=0.75 H2…..
M=28×0.75+2.0×0.25=21.5=22
=0.25
(原子量) H=1.0 N=140=16
