水に気体が溶解すると密度は上昇する？

質問

単純な質問なのですが、水に気体が溶解した場合に溶媒の体積と密度は変化するのでしょうか？イメージとしては密度は大きくなるような気がするのですが...
どなたか、この漠然とした疑問にお答え下さい。

回答No.2

sumomo0524 · ベストアンサー

水に対し、溶存する気体(Gas)の絶対量は決まっております。

所謂、飽和溶存量です。

気体は、1mol＝22.4Lですが、1molも溶存する気体は無に
等しいと考えられます。

よって、μgなどの変化スケールで無い限り、体積及び
密度(というより比重)は、無視できるものと判断して宜しい
と思います。

HF Gasを純水に溶存させても、一応DHF(Delute HF)となりますが
50%や55%のHFには決してなりません。

最近、水素を溶存させた水素水やオゾン(O3)を溶存させたオゾン
水等が半導体分野で用いられてますが、何れも溶存量はppmオーダー
です。
(一般的に、機能水等と言われてます。)

結論としては、体積・比重ともに増加はするが、母数を考慮すると
その変化量はゼロに等しいで宜しいかと。

お礼

機能水まで話題を展開していただき、ありがとうございました。
molの世界は難しい。。。

回答No.5

101325

No.3 です。
No.4 さん、フォローありがとうございます。
そうですね、無極性でほとんど水に溶けない分子なら、No.2 さんのご回答が、すっきりしていて良いですね。
ほんのちょっとしか溶けないのだから、体積も密度もほんのちょっとしか変わらない。小さなことを気にするな、ということですよね。
部分モル体積とか、知ったかぶりをしてしまいました。質問者さん、ごめんなさい。

回答No.4

noname#160321

極性分子、特にイオン化する気体の場合＃３のお答えが適切です。
「部分モル体積」はpartial molar volumeの訳ですので、調べてみて下さい。
無極性分子の場合は＃2のお答えが適切でしょう。この場合の方が物理化学的扱いは簡単です。
いずれにせよ溶液論って「難しいから嫌い！」^o-。

お礼

ホント、私のような感性の生き物にとって溶解ってイメージが難いです。。ありがとうございました。

回答No.3

101325

水に気体が溶解すると『溶液（水溶液）』の質量密度（比重）は水よりも大きくなる場合が多いのですけど、溶かす気体の種類によっては、比重が小さくなるものもあります。

塩酸（水に塩化水素を溶かしたもの）やフッ化水素酸（水にフッ化水素を溶かしたもの）などの比重は１より大きくなります。それに対して、アンモニア水（水にアンモニアを溶かしたもの）の比重は１より小さくなります。おおまかには、重たい気体を溶かすと比重が大きくなり、軽い気体を溶かすと比重が小さくなります。

水に気体が溶解した場合の『溶媒（水）』の数密度は、ある程度の量の気体が溶けていたら、小さくなると考えていいと思います。水に溶けこんだ気体分子に水分子が押しのけられて、水溶液の体積がもとの水の体積よりも大きくなるからです。

ほんのちょっとだけ気体が溶けている場合の体積と密度の変化の話は、少しむつかしい話みたいで、私にはよくわかりません。ごめんなさい。「部分モル体積」とかいうものを使って議論するらしいです。

お礼

参考になりました。ありがとうございました。

回答No.1

slate

体積は増えますが微々たるものです。
密度は、溶液全体の密度としては、質量／体積・または個数／体積ですので、増えます。

お礼

ありがとうございました。