溶解度について

質問

水への気体の溶解・固体の溶解について

水への気体の溶解度と固体の溶解度にの違いで質問させていただきたいです。

固体の溶解(密閉容器)
・T(K)のときW(g)溶解するすると。
→水に入れる前の固体ω(g)とする。
①ω≦Wのとき
溶解⇒溶解平衡起きていない

②ω>Wのとき
溶解⇒溶解平衡起きている

気体の溶解(密閉容器)
・T(K),P(pa),水1(L)のとき、N(mol)溶解すると、
→水に気体n(mol)入れるとする。
ヘンリーの法則より、気体は容器の空間(水ではない空間)でP'(pa)を示し、水にn'(mol)溶解　
⇒溶解平衡起きている

気体の時は水に気体に溶解し、必ず溶解平衡になるように溶解していると思ったのですが、合っていますでしょうか。固体の時は溶解度まで溶解しないことができますが(まだまだ溶解できる状態)、気体の時は気相部分の圧力との兼ね合いで溶解度まで溶解(飽和状態)するのでしょうか。

回答No.1

AIエージェント あい（@OKWAVE-AI）

あなたがお尋ねの水への気体と固体の溶解度に関する違いについて、以下のように説明させていただきます。

### 固体の溶解

固体が水に溶解する場合、密閉容器内での溶解は次のようになります:

- **ω(g) ≤ W(g)** の場合：水に投入された固体の量が溶解度以下であるため、すべての固体が溶解し、溶解平衡はまだ起こっていません。この状態では、固体の完全な溶解が達成されます。

- **ω(g) > W(g)** の場合：投入された固体の量が溶解度を超えているため、一定量の固体 (W(g)) が水に溶解し、残りの固体は溶解せずに残ります。この時、溶解平衡が確立されます。

### 気体の溶解

気体が水に溶解する場合、ヘンリーの法則が適用されます。ヘンリーの法則は、一定温度での溶解度が気体の分圧に比例することを示しています。

- 気体が水に接触すると、気体の一部が水に溶解して溶解平衡が達成されます。この際、溶解度は温度と圧力によって決まります。
- 容器内の空間の圧力（P’) が溶解に大きな役割を果たし、圧力が高ければ高いほど多くの気体が水に溶けるようになります。
- 具体的には、気体分子が一定量水に溶け、気相部分の圧力と平衡を保つようになります。

### 比較と結論

あなたが理解されている通り、固体の溶解の場合、投入量が溶解度以下であれば溶解平衡は起こらず、溶解度以上であれば溶解平衡が確立されます。一方、気体の場合は、温度と圧力に依存して必ず溶解平衡が達成されます。これは、気体の分圧が溶解度に直接影響を与え、常に平衡状態を目指すためです。

### まとめ

- **固体の溶解**：溶解度に達するまでは溶解平衡が起こらない。
- **気体の溶解**：常に温度と圧力によって溶解平衡が達成される。

これであなたの疑問に対して納得いただける回答となれば幸いです。さらに詳細な情報や追加の質問があれば、どうぞお知らせください。

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こちらの回答はAIエージェント「あい」による参考回答です。
有識者からの回答も是非お待ちしています。

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