化学について質問です。

質問

化学について、質問です。回答いただけると嬉しいです。

20℃で1.013*10(5乗) の空気が水に接しているとき

水10.0Lに溶けている酸素の質量a[g]と

標準状態における体積b[mol]を求めよ。

ただし、水1.0mL中に20℃で、酸素は標準状態に換算して0.031mL溶解する。

また、空気は窒素と酸素の体積比が4：1の混合物とみなす。

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(a)について

以上が問題なのですが、私は

0.031*10(-3)　　　　　　10.0
---------- × ------------ ×　　32.0 にしました
22.4 1.0*10(-3)

回答では、

0.031*10(-3)　　　　　　10.0 1
---------- × ------------ ×　　32.0 　×　　----
22.4 1.0*10(-3) 5

となっていました。

なぜ

　　1
------
5　　

を、かけなければならないのでしょうか？

空気ではなく、酸素が0.031mL溶解したと書かれていて、酸素の溶解している質量を求めるならば、要りませんよね？

回答が間違えているのでしょうか・・・・。

回答No.3

KURUMITO

酸素は標準状態に換算してとの文章ですが、ここでは但し書きで述べられていることから酸素のみの水に対する溶解度が測定されており、20℃での溶解量を0℃、1気圧で換算した時の体積として示されていると解釈するのが正しいでしょう。
ですからそのデータを空気組成のガスで考えた場合には含まれる酸素の圧力は空気組成での酸素の体積割合となることから、5分の1気圧の酸素の溶解を考えることになります。
空気の圧力が0℃、1気圧の状態で1mlの水に溶解する酸素ガスの量は
0.031 * 1 /5 ml
となりますね。

回答No.2

toraccha

問題中の
＞ただし、水1.0mL中に20℃で、酸素は標準状態に換算して0.031mL溶解する。
は原文のままですか？

「20℃で1.013*10(5乗) の空気が水に接しているとき
水1.0mL中に20℃で、酸素は標準状態に換算して0.031mL溶解する。」
であればあなたの計算が正解です。
しかし，
「1.013×10^5 Paの酸素が水に接しているとき
水1.0mL中に20℃で、酸素は標準状態に換算して0.031mL溶解する。」
であれば空気中の酸素の割合が1/5なので，1/5をかける必要があります。

データ的には酸素の溶解度は後者ですから，回答例が正しいことになります。
問題文に，曖昧さを回避できていない問題点があるのかもしれませんね。

回答No.1

malaytrace

空気の1/5が酸素ですね。ヘンリーの法則により、一定量の水に溶解する気体（但し、あまり溶けないもの）の質量はその気体の分圧に比例します。
＞1.013*10(5乗)
単位が抜けています。Paですね。酸素の分圧は1/5×1.013*10(5乗) Paになります。