11. 溶液の性質 129
基本例題26 気体の溶解度
問題 228-229
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。
(1) 0℃, 5.0×10°Pa で, 1Lの水に溶ける水素は何 molか。
S0
(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。
v3) 水素と敵素が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,
ヘンリーの法則を用いる。
(1) 標準状態における溶
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
2.2×10-2L
22.4L/mol
SS
=9.82×10-4mol
気体の溶解度は圧力に比例するので, 5.0×10Pa では,
5.0×10
1.0×105
(2) 気体の状態方程式 PV=nRT からVを求める。
4.91×10-3mol×8.3×10°Pa·L/(K·mol) ×273K
5.0×10° Pa
9.82×10-4mol×
=4.91×10-3mol=4.9×10-3mol
V=
=2.2×10-2L=22ML
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=2.5×10Paなので, 溶
ける水素の物質量は,
9.82×10-4mol× (2.5×10/1.0×10)=2.5×10-3mol
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。
(の本)
