高校化学「気体の性質」水素の溶解度�B

高校化学「気体の性質」水素の溶解度�B

◆問題

水素は、０℃、１．０×１０^５Ｐａで、１Ｌの水に２２ｍＬ溶ける。

(1) ０℃、５．０×１０^５Ｐａでは、１Ｌの水に溶ける水素は何ｍｏｌか？

(2) 溶けた水素の体積は(1)の温度・圧力では何ｍＬか？

(3) 水素と酸素が１：３の物質量の比で混合された気体を１Ｌの水に接触させて、０℃，１．０×１０⁶Ｐａに保った。このとき水素は何ｍｏｌ溶けるか？


解答はこのページ下に掲載します。


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◆解答解説

ヘンリーの法則により、気体の溶解度は圧力に比例します。
気体が液体に押しつけられれば、それだけ多く気体と液体が衝突するので、より多く溶ける。と考えられます。

混合気体の場合は、混ぜた割合で分圧が変わるので、溶解度はその分圧に比例します。

今回の問題では、水素と酸素を１：３で混ぜたのだから、分圧も１：３です。
つまり、水素の分圧は混合気体の全圧の１／４です。

そして全圧は１．０×１０⁶Ｐａだから、水素の分圧は２．５×１０⁵Ｐａですね。

問題文にもあるように、０℃，１．０×１０⁵では、(1)で求めたように、９．８２×１０^-4ｍｏｌ溶けます。

２．５×１０⁵Ｐａでは、この２．５倍溶けるので、

　９．８２×１０^-4×２．５
＝２４．５５×１０^-4
＝２．４５５×１０^-3

有効数字を２ケタとすれば、

２．５×１０^-3ｍｏｌ


この問題の最初に戻る→(1) ０℃、５．０×１０^５Ｐａでは、１Ｌの水に溶ける水素は何ｍｏｌか？


◆関連項目
気体の状態方程式
気体の性質まとめ


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