高校化学「気体の性質」酸素・窒素の水への溶解�A

高校化学「気体の性質」酸素・窒素の水への溶解�A

◆問題

０℃、１．０×１０^５Ｐａで、酸素、窒素は０℃の水１Ｌにそれぞれ４９ｍＬ，２４ｍＬ解ける。空気における酸素と窒息の体積比を１：４として、次の問いに答えよ。

(1) ０℃で、１．０×１０⁵Ｐａの酸素に接している水１Ｌに溶ける酸素の質量を求めよ。

(2) ０℃、１．０×１０⁵Ｐａで、１Ｌの水に空気を接触させておいたとき、水に溶け込む窒素の質量を求めよ。


(2)の解答解説はこのページ下に掲載します。


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◆解答解説

今回は空気を水に接触させた場合です。
空気は酸素と窒素の比が１：４なので、窒素だけを接触させた場合の４／５倍だけ溶けることになります。

まず窒素だけを接触させた場合は、(1)の酸素の場合と同様にやると、

２４ｍＬ＝２．４×１０^-2Ｌ

２．４×１０^-2Ｌ＝(２．４×１０^-2)／２２．４ｍｏｌ

物質量に窒素の分子量２８をかけて、

２８×(２．４×１０^-2)／２２．４ｇ

これは窒素だけを水に接触させた場合です。
今回の問題は空気だから、さらに４／５をかけます。

　(４／５)×２８×(２．４×１０^-2)／２２．４
＝(１／５)×２８×(２．４×１０^-2)／５．６
＝(１／５)×(２．４×１０^-2)／０．２
＝２．４×１０^-2

よって、２．４×１０^-2ｇの窒素が溶ける。ことがわかりました。


次の問題→標準状態での酸素の体積


◆関連項目
気体の性質まとめ


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高校化学「気体の性質」酸素・窒素の水への溶解�@

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◆問題

０℃、１．０×１０^５Ｐａで、酸素、窒素は０℃の水１Ｌにそれぞれ４９ｍＬ，２４ｍＬ解ける。空気における酸素と窒息の体積比を１：４として、次の問いに答えよ。

(1) ０℃で、１．０×１０⁵Ｐａの酸素に接している水１Ｌに溶ける酸素の質量を求めよ。


解答はこのページ下に掲載します。


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◆解答解説

問題文にあるように、酸素はこの条件では水１Ｌに４９ｍＬ溶けます。

(1)では、溶けた酸素の質量を聞いているので、この４９ｍＬが何ｇかを求めればＯＫですね。

数量に関する計算問題では、とりあえずモルを出すのが基本です。

４９ｍＬ＝４．９×１０^-2Ｌだから、物質量は、

(４．９×１０^-2)／２２．４[ｍｏｌ]

です。

酸素の分子量は１６×２＝３２だから、求める質量は

　３２×(４．９×１０^-2)／２２．４
＝(４．９×１０^-2)／０．７　　　←３２で約分した
＝７×１０^-2　　　　　　　　　←０．７で約分した

有効数字を２桁とすれば、７．０×１０^-2ｇ


次の問題→空気を接触させておいたとき


◆関連項目
気体の性質まとめ


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