蒸気圧の問題

質問

22℃、101.3kPaのもとで18(L)の酸素を水上置換によって捕集したい。何グラムのKClO3が必要か。ただし22℃における水蒸気圧は2.64kPaである。

この問題が解ける方教えてください

回答No.1

SKJAXN · ベストアンサー

22℃、101.3kPaのもとで18(L)の酸素を水上置換によって捕集する際、22℃における水蒸気圧は2.64kPaであるため、捕集する酸素が占めることができる圧力P[O2]は、
P[O2]＝101.3－2.64＝98.66kPa
となります（すなわち水上置換では、純粋な酸素を捕集できません。僅かですが、水蒸気が含まれてしまいます）。よって捕集する酸素のモル数n[O2]は、V[O2]＝18(L)、温度T＝295K、気体定数R＝8.31×10^3とおくと、
n[O2]＝P[O2]*V[O2]/(R*T)＝98.66×10^3×18/(8.31×10^3×295)＝1,775.88/2,451.45mol
また、KClO3（塩素酸カリウム）は、酸化マンガン(4)を触媒として加熱すると、次式のとおり酸素と塩化カリウムに分解されます。
2*KClO3 → 2*KCl＋3*O2↑
よって、塩素酸カリウムのモル数をn[KClO3]とおくと、n[KClO3]:n[O2]＝2:3より、
n[KClO3]＝2/3*n[O2]＝3,551.76/7,354.35mol
原子量を、M[K]＝39.1、M[Cl]＝35.5、M[O]＝16.0とすると、塩素酸カリウムの分子量はM[KClO3]＝122.6ですので、求めるKClO3の質量をm[KClO3]とすると、
m[KClO3]＝n[KClO3]*M[KClO3]＝122.6*3,551.76/7,354.35≒59.209
以上より、59.21g必要となります。
数値計算間違いをしてましたら、申し訳ありません。

お礼

ありがとうございます！
とても助かりました！