高校化学「気体の性質」酸素・窒素の水への溶解�B

高校化学「気体の性質」酸素・窒素の水への溶解�B

◆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。

(3) ０℃、１．０×１０⁵Ｐａで、１Ｌの水に空気を接触させておいたとき、水に溶け込む酸素の体積を標準状態に換算して表すと、何ｍＬになるか求めよ。


(3)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

気体は温度や圧力の条件によって体積が変わりますが、今回は「標準状態」での体積を聞いています。
標準状態では、気体は１ｍｏｌ＝２２．４Ｌだから、要するに物質量を求めれば体積もわかる。と考えられます。

酸素：窒素＝１：４だから、酸素は空気の１／５の物質量です。

温度や圧力は(1)と同じ条件なので、(1)で求めた酸素の１／５の物質量になる。と考えると簡単ですね。

つまり、４．９×１０^-2／２２．４の１／５です。

そして標準状態では、１ｍｏｌ＝２２．４Ｌだから、これに２２．４をかけると、

　２２．４×(１／５)×４．９×１０^-2／２２．４
＝(１／５)×４．９×１０^-2
＝０．９８×１０^-2Ｌ
＝９．８ｍＬ


この問題の最初に戻る→水１Ｌに溶ける酸素の質量


◆関連項目
気体の性質まとめ


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