式を教えて下さい。

質問

水素6g メタン16gをある容器に入れたところ 0℃で全圧が0.2MPaになった。このときの各成分気体の分圧、容器の体積を求めよ。という問題ですが求め方がわからないので教えて下さい。

回答No.1

sanori

こんにちは。

水素（Ｈ2）の分子量は、１×２＝２　（g/mol）
メタン（ＣＨ4）の分子量は、１２＋１×４＝１６　（g/mol）

６ｇの水素のモル数は、６g ÷ ２g/mol　＝　３mol
１６ｇのメタンのモル数は、１６g ÷ １６g/mol　＝　１mol

０．２ＭＰａを３：１に分けることになるので、
Ｈ2　の分圧は、０．２ＭＰａ×３／４
ＣＨ4 の分圧は、０．２ＭＰａ×１／４

そして、両者のモル数の合計は　４mol
標準状態（０℃、１気圧）での１モルの気体の体積は２２．４L/mol　なので、
仮に標準状態で４molなら、総体積は、２２．４L/mol　×　４mol

一方、１気圧は、だいたい　１０００ヘクトパスカル　⇒　１０００００Ｐａ　⇒　０．１ＭＰａ
ということは、０．２ＭＰａは、標準状態の２倍、つまり気体の密度が標準状態の２倍。
ということは、容器の体積は、２２．４L/mol × ４mol　を半分に圧縮したもの。
容積の体積　＝　２２．４L/mol　×　４mol　÷　（０．２ＭＰａ／０．１ＭＰａ）

お礼

分かりやすい解説をありがとうございます