圧力の求め方

質問

体積一定の密閉容器の中で反応によって二酸化炭素などの気体が発生したときの容器内の圧力はどのように計算すればいいのでしょうか？
例えば1molの物質（液体）から10molの二酸化炭素が発生した場合、圧力は10倍になった（1atm→10atm）でいいのでしょうか？
気体って1molが22.4Lだからそれ以上に大きくなる気がするのですが・・・
どなたか宜しくお願いします。

回答No.3

indoken

話の枠組みをもう少し明瞭にしておかないと説明しにくいです。
液体が気体になる時に生じる圧力の変化と、気体同士の反応でモル数が変化した結果生じる圧力の変化の２つは、全く別なものとして、分けて考えると良いでしょう。

回答No.2

mojitto

そんな簡単ではありません。

なぜそう考えたのか、疑問ですが…

その過程で熱が発生するかもしれませんし(体積一定で発熱したら当然圧力は上がる)、そもそも1molの液体から10molの気体が発生すれば10atmになるとは限りません。(同じ量の気体が発生しても、小さな容器か、体育館並みの容器かで圧力は違うはずですよね？)
これらのことは気体の状態方程式を使って確認ができます。確かめてみましょう。

しかも元々の圧力がどれほどかで、何倍かは変わってきますよ。(仮に反応前の容器が真空に限りなく近いなら、圧力は１０倍どころか無限大倍になってしまう)

もしＡ(気体)→10Ｂ(気体)でそれぞれを理想気体とするなら、体積、温度一定で圧力は１０倍になるのですが。(もちろん反応前の容器はＡ以外入っていない状態で、完全に反応が進行しきる場合)

今回の例題なら、二酸化炭素を理想気体として気体の状態方程式を使います。
ご存知の『ＰＶ＝ｎＲＴ』ですね。
するとＰ以外の項は全て埋まると思います。
それが発生した二酸化炭素の『分圧』に当たります。

あくまで『分圧』ですので、容器内の全圧を求めるのであれば、これは答えではありません。
(あとはご自分で解いてみてください)

(おそらくすべて無視できる条件だとは思いますが…)
ちなみに元々容器中に入っていた気体が反応に関与する場合、温度が変わった場合はさらに複雑さが増します。
液量の変化や蒸発量(蒸気圧)は考慮しますか？

圧力(分圧や気体の状態方程式)に関することが、よく分かっていないと思われますので、穴の開くほど教科書を読んでください。

回答No.1

noname#160321

>1molが22.4Lだからそれ以上に大きくなる
おっしゃるとおりの計算をして下さい。
液体の体積は無視しても構いません。