(ウ) mol となる。 g溶け,その体積は0℃ 3.0×105 Paのもとで(オ) L 思考 H 239. 気体の溶解度1.0×105 Paにおいて,酸素、窒素は0℃の水1Lにそれぞれ49mL, 24mL 溶ける。空気における酸素と窒素の体積比を1:4として,次の各問いに答えよ。 (1) 0℃で,1.0×105 Paの酸素に接している水1Lに溶ける酸素の質量は何gか。 0℃, 1.0×105 Paのもとで, 1Lの水に空気を接触させておいたとき,溶けこむ窒 素の質量は何gか。 (S) (3)0℃,1.0×10 Pa のもとで, 1Lの水に空気を接触させておいたとき, 溶けている 酸素の体積を0℃, 1.0×105 Pa に換算して表すと,何mLになるか。 (4) 水に溶存している気体を追い出すのに, 最も効果的な方法を次のうちから選べ。 (ア) かくはんする (イ) 冷却する (エ) 加熱して圧力を下げる (ウ) 冷却して圧力を上げる (オ) 加熱して圧力を上げる

第Ⅲ章 物質の状態 Check 一定量の液体に溶解する気体の体積 溶解している気体の物質量は,その気体の圧力に比例するが, 溶解 している量を,気体を溶かしたときの圧力における体積に換算して 示すと, 圧力の変化に関係なく一定になる。 239. 気体の溶解度 解答 解説 (1) (17.0×10-2g (2)2.4×10-2g (3) 9.8mL (4) (エ) 0℃, 1.0×105 Pa において, 気体1molの体積は22.4L (=22.4×10mL)なので、0℃, 1.0×105 Pa において, 水1Lに溶ける 酸素の物質量は49/ (22.4×103) mol である。酸素 O2のモル質量は32 g/mol なので,水1Lに溶けている酸素の質量は,次のようになる。 32g/mol× 49 22.4×103 - mol=7.0×10-2g (2)窒素の分圧は,全圧×モル分率で求められ,同温・同圧では,物質 量の比=体積の比なので,モル分率=体積分率となり、窒素の分圧= 圧×体積分率と表される。空気は酸素と窒素が体積比1:4で混合し た気体なので、0℃, 1.0×105 Pa における空気中の窒素の分圧は, 4 4 -=1.0×105× Pa 窒素の分圧=1.0×105Pax 1+4 一方,0℃, 1.0×105 Paにおいて, 水1Lに溶ける窒素は24mLであり, その物質量は 24/(22.4×103) mol となる。 ヘンリーの法則から,溶解す る気体の物質量は,その気体の分圧に比例するので、窒素の物質量は, 1.0×105 Pax (4/5) 24 molx. 22.4×103 1.0×105 Pa 窒素 N2のモル質量は 28g/mol なので, 24 22.4x10x15mol 24 4 28g/mol× × ■mol=2.4×10-2g 22.4×103 混合気体の体積に対す る各成分気体の体積の割 合を体積分率という。 山 20.S 30001\001 こに溶 気体の (3)(2)と同様にして、酸素の分圧を求めると, 1 酸素の分圧=1.0×105 Pax -=1.0×105×1Pa 1+4 0℃, 1.0×105 Paにおいて, 水1Lに溶ける酸素の物質量は, (1) から, 49/ (22.4×103) mol である。 溶解する気体の物質量は,その気体の分圧 に比例するので、酸素の物質量は, EP J 49 22.4×103 1.0×105 Pax (1/5) 49 molx × 1.0×105 Pa 22.4×103 11/1/mol 22.4×103mL/molx 491 × -mol=9.8mL 22.4×103 これを0℃, 1.0×10 Paの体積に換算すると, (4)気体の溶解度は,圧力に比例して大きくなり,また,温度が高くな ると小さくなる。したがって、低圧にして、加熱するとよい。 240. 沸点上昇・ 解答 (1) 100.17°C (2) 2.6×102 解説 (1)水500gにグルコース30gを溶かした溶液の質量モル濃 度m[mol/kg]はグルコース C6H106 のモル質量が180g/mol なので, 28.176 1 質量モル濃度 [mol/kg] 溶質の物質量 [mol] 溶媒の質量[kg] 457