[知識 238. 気体の溶解度 次の文中の( )に適する語句または数値を記入せよ。 水に溶けにくい気体は一般に(ア)の法則にしたがって水に溶ける。 0℃で,圧力 が 1.0×105Paの窒素は水1mLに0.024mL溶ける。 したがって, 窒素は,0℃, 1.0×105 Pa において 5.0Lの水に(イ)L溶けこのとき溶けた窒素の物質量は, (ウ) mol となる。 0℃で窒素の圧力を3.0 × 105 Pa にすると, 5.0Lの水に g溶け,その体積は0℃, 3.0×10 Paのもとで(オ)Lを占める (1) 思考 Jm 001 Im 001 JOH (S)

104.7g-13.5g=91 238. 気体の溶解度 解答(ア) ヘンリー (イ) 0.12 (ウ) 5.4×10-3 (エ) 0.45 (オ)0.12 解説(イ) 圧力が変わらず,溶かす水の量だけが5.0L(=5.0×103 mL)と 5.0×10倍になるので,溶ける気体の量も5.0×103 倍になる。 0.024mL×5.0×103=1.2×102mL=0.12L (ウ) 0℃,1.0×105 Paで気体1molの占める体積は22.4Lなので 0.12L の窒素の物質量は,次のようになる。 0.12L 22.4L/mol -=5.35×10-3mol (エ) ヘンリーの法則を利用して求める。 (ウ) から, 0℃, 1.0×105 Pa において, 窒素は5.0Lの水に 5.35 × 103mol 溶けるので, 3.0×105 Paで 5.0Lの水に溶ける窒素の物質量は, 5.35×10-3×3.0mol である。 その質量は,窒素のモル質量が28g/mol なので,次のようになる。期間 28g/mol×5.35×10-3×3.0mol=0.449g (オ)5.35×10-3×3.0molの窒素が, 0℃, 3.0×105 Paのもとで占め 体積をV[L] とすると, 気体の状態方程式PV=nRT から次式が成立 する。 3.0×10 PaxV[L]=5.35×10-3×3.0mol×8.3×103 Pa・L/(K・mol)×273K V=0.121L 2009 別解 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圧力 に比例する。圧力が3.0×10 Paと3倍になると, 溶ける気体の物質量 も3倍になるが,この圧力のもとでは、ボイルの法則から、体積が 1/3 になるので,結局,0℃, 1.0×10 Paで溶解する気体の体積と同じ体積 0.12L となる。 156 ①一定量 る気体の 質量)は 力に比