化学III重要問題集の気体の問題です

質問

問題文が長く問題は省略させて頂きましたので、この問題集を持っている方お願いします。この説明文である程度趣旨がわかる方でも結構です。
p29の65の気体の分子量の測定問題です
フラスコに5mlの液体を入れ加熱すると、これが蒸発する。やがてフラスコ内を完全に満たし、余分な蒸気は空気中に出ていく。これを冷却すると蒸気は凝縮し、容器内に再び空気が入ってくる（解説の説明文）

ここで、余分な蒸気とは何なのでしょうか。またどういう仕組みでこの実験が行われているのかがわかりません。ご解説よろしくお願いします。

回答No.2

noname#62864 · ベストアンサー

この手の実験で用いられる揮発性の液体は、多くの場合、空気の平均分子量よりも大きい分子量を持つ有機化合物です。
すなわち、気化した状態では空気よりも密度が大きいために、フラスコの底の方から溜まっていって、上にある空気を全て外に押し出します。フラスコに入りきらなかった蒸気もフラスコから溢れます。
それを冷却すると再び液体に戻ります。そうすると容器の上部にすきができますのでそこに空気が戻ってきます。最終的にはすべての蒸気が液体に戻ります。液体の体積は同じ質量の気体に比べて無視できるほど小さいので、最終的に容器内に戻る空気の体積は、容器の体積に等しくなります。
ということは、気化した時にフラスコの体積と同じ体積になった液体の分だけ、フラスコが重くなることになります。中にはいっている空気の量は実験の前後で変化しませんからね。

お礼

大変よくわかりました。ご説明ありがとうございます。

回答No.1

matinoneko

私は、「化学III重要問題集」を持っていないので、以下の説明は、参考にしてくださいね。
　フラスコ内の液体を加熱すると、徐々に気体になります。その気体がフラスコ内に充満していくのをイメージしてください。蒸発してできた気体の量がフラスコの体積より多いと、フラスコの上部は開いているので、そこから気体が出て行くことになります。この気体のことを、「余分な蒸気」と表現しているのだと思います。
　このように余分な蒸気が観察され、しかもフラスコ内部の液体がすべて蒸発している時、フラスコの内部には、蒸発した気体のみが存在するといえます。

補足

ご解説ありがとうございます。その部分まではわかりました。では、「これを冷却すると蒸気は凝縮し、容器内に再び空気が入ってくる」の箇所ですが、これは物質の蒸気も空気も両方とも凝縮するのでしょうか？（始めのフラスコ内には空気も含まれています）また、求めるのは気体の質量なのですが、なぜ始めのフラスコ内の合計質量から凝縮後のフラスコの質量を引くと気体の質量になるのでしょうか？よろしくお願いします。