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