14. 混合気体の圧力
次の文章を読み、問いに答えよ。 (R=8.3×10 Pa・L/ (mol・K), 0K=-273℃)
容積8.30Lの耐圧容器Aと容積 12.45Lの耐圧容器
Bが連結され,これらの二つの容器はコックで仕切ら
れている。両方の容器全体の温度は27℃に保持され、
コックが閉じられた状態で, 容器Aには分圧
コック
8.30 L
12.45L
容器 A
容器 B
100×10 Paの窒素分圧 0.75×10 Paのペンタン
(CH)が、容器B には分圧 2.00 ×10 Paの窒素分圧 0.50×10 Paのペンタンが入っ
ている。ここで,気体状態の窒素とペンタンは理想気体の状態方程式に従ってふるまう
ものとする。 27℃におけるペンタンの飽和蒸気圧は0.76×10Pa, 23℃におけるペ
ンタンの飽和蒸気圧は0.10×10° Pa とし, 27℃,および, -23℃では窒素は液体状態
にはならないと考えてよい。 また, コックおよび連結部分の容積は無視できるものとし,
液体状態のペンタンの体積は容器の容積と比べて無視できるものとする。 また, 液体状
態のペンタンへの窒素の溶解は起きないものとして考える。
(1) 両方の容器全体の温度を27℃に保持した状態でコックを開き、 十分に時間をおい
た。 容器内の窒素の分圧 PN (1) [Pa〕 とペンタンの分圧 Pcshua (1) [Pa〕 を, それぞれ
有効数字2桁で求めよ。
(2) コックが開いた状態で容器Bの温度を27℃に保持したまま、容器Aの温度のみを
-23℃に冷却し, 十分に時間をおいたところ, 容器内にペンタンの液体が生じた。
この状態における窒素の全物質量のうち容器A内に存在する窒素の割合
ING (A) [%] と容器内の窒素の分圧 PN, (2) 〔Pa〕 を, それぞれ有効数字2桁で求めよ。
右)この状態における容器内のペンタンの分圧 PcsHia (2) 〔Pa] と液体状態のペンタ
ンの物質量 n [mol] を, それぞれ有効数字2桁で求めよ。
[大阪公大]
