第5回 化学 問2 酸素を水上置換で集気びん内に捕集し、 図1に示すようにびん内の液面と水 槽の液面を大気圧 1.0 × 10 Pa のもとで一致させたところ,びん内の気体の体 積は 200mL になった。 びん内にある気体のうち、飽和した水蒸気の占める割 合は体積で何%か。最も適当な数値を、後の①~④のうちから一つ選べ。た だし, 実験装置全体は47℃に保たれ、 47℃における水の飽和蒸気圧は 1.0× % 1 10 Pa とする。 2 % 水槽 集気びん 飽和した水蒸気を含む酸素 |水 図1 水上置換で捕集された酸素が入っている集気びん ① 9.1 ② 9.5 ③ 10 ④ 11

問2 2 正解 ③ 飽和した水蒸気を含む酸素 47°C PT 大気圧 ↓ ル 一水 図 1 集気びん内の混合気体 (酸素 + 飽和した水蒸気) の全 圧をP とすると, 水槽の液面とびん内の液面を一致さ せているので,圧力のつり合いより, 次の関係が成り立 つ。 Pr=大気圧 (1.0×10°Pa) 一方、水の飽和蒸気圧は温度で決まり 47℃で1.0 × 10kPa である。 したがってびん内の飽和した水蒸気の分 とすると, 圧を PH2O

PH20=1.0 × 10 Pajor-s 気体の体積比(同温・同圧) は,圧力比(同温・同体積 ) に等しいので, 全体積 水蒸気の体積 水蒸気の分圧 全圧 が成り立つ。 よって、 求める体積%は, 1.0×10^ Pa J PH20 × 100 = = × 100 = 10% PT 1.0×105 Pa