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質問

こんな問題なんですけど、解き方がわかりません。

ある温度で1atmの気体が入った10Lの容器がある。この中に同温度で、
0.1atmの蒸気圧を示す液体2Lを入れて放置しておいたところ、
容器内の圧力が1.3atmになった。
このとき、気相中に存在する気体Aの質量は、液体を入れる前の気体Aの
質量の何パーセントか？
また、容器を圧縮して、全圧3.7atmで平衡状態に到達させたとき、
溶解している気体Aの質量は、液体を入れる前の気体の質量の何パーセント
か？

解き方を教えてください！ホントわからないので、丁寧に教えてもらえる
とうれしいです！

回答No.2

echoes · ベストアンサー

はじめの気体をＡ、液体をＢとします。また、問題文に無いようですが、ＡとＢは反応しないことを前提とします。

　始めＡは「10lで1atm」なので、8lに圧縮したと考えれば、何とかの法則（ぼいる？しゃるる？）により、「8lで1,25atm」となり、さらにＢの蒸気圧により全体で1,25＋0,1＝1,35atmとなる・・・はずですが、問題文に1,30atmと書いてあるので、Ａの0,05atm分は液体のＢに溶解したようです。で、問題文には「Ａの質量～～～」とありますが、圧力で考えれば十分です。理由は、「質量はモル数に比例し、モル数は圧力に比例する」から。実際にモルを求める必要は無いです。以上により、1,20/1,25×100＝96％（かな？）

　次にまた圧縮します。圧縮したときの気相の体積をｘ(りっとる)とし、圧縮による液体Ｂへの影響は無いものとします。で、先に述べたようにＡは「10lで1atm」ですから、「x（りっとる）で10/xatm」です。けど、このうちのいくらかはＢに溶解します。その溶解量はヘンリーの法則により単純に圧力に比例して、「1,25atmのとき0,05atm分のＡが溶解する」＝「10/xatmのとき0,4/xatm分のＡが溶解する」。で、Ｂの蒸気圧は変わらず0,1atmですから、ＡとＢの分圧を足して更に溶解したＡの圧力を引くと・・・　10/x＋0,1－0,4/x　これが問題文によると3,7atmに等しいようなので、ｘについて解いて、ｘ＝24/9＝2,6666・・・＝2,67（りっとる）。で、求めるものは「（実際に気相に存在するＡの圧力）÷（Ｂへの溶解を無視したときのＡの圧力）×１００」ですから、（10/x－0,4/x）÷10/x×100＝96％（かな？）

　で、この計算が正しければ、このパーセンテージはｘには依存しないようです。つまり、ｘを解かずに処理しても、「（10/x－0,4/x）÷10/x×100」の計算式に違いは無く、ｘの値によらないです。

　ただし、この計算が合ってる自信はあんまし無いです。。。

回答No.1

acacia7

１０[l]の容器に２[l]の液体を入れたらしいのですが、
気体になっていることによる液体の体積変化は無視しましょう。
で、気相の体積は１０－２で８[l]です。
逆に、最初から入っていた気体を８[l]に圧縮すると・・
ＰＶ＝１＊１０＝ｘ＊８・・ですから、
１．２５[atm]ですね。
ところが・・全圧が１．３[atm]ですから・・
液体の蒸気が０．１[atm]あるので、
最初の気体の分圧は１．２[atm]しかありません。
ということで、
最初の応えは「1.2/1.25*100[%]」

で・・後半は・・溶解量が圧力に比例するっていう話ありましたよね？・・
たしか・・その辺を使ってみてください・・
ヘンリーの法則でしたっけ？・・
圧が3倍だったら溶存する量も３倍ってことで・・

じゃ・・そんなところで。

参考URL：

http://www.ed.kanazawa-u.ac.jp/~kashida/ChemII/chapter2/sec4/c242.htm