酸素を発生させたときの質量と密度の関係ついて。

質問

はじめましてこんにちは。高校2年のものです。
早速ですが酸素を発生させたときの密度について質問させていただきます。
Naclと二酸化マンガンから水上置換で酸素を発生させた場合、はじめのNaclと二酸化マンガンの質量と発生する酸素の密度の関係について教えていただきたく思います。
与えられているもの：はじめのNaclと二酸化マンガン質量、実験後の質量、減少した質量、発生した気体の体積です。
あと、はじめのNaclと二酸化マンガン質量、実験後の質量、減少した質量、発生した気体の体積、から酸素の密度の求め方、23℃のものを0℃１atmに直す方法を教えてください。
どんな些細なことでも大歓迎なので、よろしくお願いいたします。

回答No.2

ticky · ベストアンサー

うーん、どこまで分かっていて、どこまで分かっていないか、把握できないので、適切な回答じゃないかも知れません。
(例えば、反応の式が分からないといった場合は、以下の回答では不適切、です。)

まず、どんな反応が起こっているかを式に書いてみましょう。
そうすると、
aA + bB → cC +d D
というような形(少し違うかも)で出てくると思いますが、この式が示すのは、「Aがaモルと、Bがbモル反応したら、Cがcモル、Dがdモル出来ました」、ということです。

次に、反応は、水を加えて反応させて、その後水を除いて、質量の変化を比べたのだと思いますが、反応の前と後で、水に溶けたり空気中に逃げたりして系から逃げたものは何かを考え、最終的に残ったものは何か、を知ります。
水に溶けたのは、各種イオンと考えていいでしょうし、空気中に逃げたのはたぶん酸素なのでしょう(いい加減に言ってるから、信用しちゃいけませんよ)。
実験の後のこるのは、たぶん、反応しなかった二酸化マンガンと、食塩だけでしょうけど、食塩は全部水に溶けるような気がします。(このあたりは、どのように実験したかにもよるでしょう。ご自分で判断してくださいね)

ここまでで、実験の前に何があって、実験の後に何が残ったか、それには何がどれだけ必要か、が分かります。

さて、実験前後の質量の差が分かっているのですから、どれだけの質量の試料が反応したかが分かります。

すると、この質量の試料が反応した結果、酸素を含めて、どんな気体がどれだけ発生するかがわかりますから、発生した酸素の質量を発生した気体の体積で割って、密度が出ます。

ここまでで、23℃のものを0℃１atmに直す方法は全く必要ありません。
(第一、水上置換では、圧力のことを考えないといけないから、そのように考えると、複雑になりすぎますし、質問文からは解くことが出来ません。)
敢えて言うなら、23℃のものを0℃１atmに直すには、
圧力一定で、同じモル数の気体の体積であれば、
V0℃ = (V23℃ / (273.15+23) ) * (273.15 + 0)
で出ます。理想気体の体積は温度に絶対温度に比例するから、です。(ホントは逆。理想気体の体積が比例するものが、絶対温度の定義といったほうが正しい)
加えて、圧力の補正をするなら、モル数、温度がともに一定ならば、PV=一定という法則を使えばよいです。
(気体の状態方程式をうまく使ってもいいのですが、それよりも、この二つの関係を使ってやった方が本質的ですし、勉強になります)

回答No.3

kikero

>Naclと二酸化マンガンから水上置換で酸素を発生
？　Naclではないと思います。正解は考えて下さい。

回答No.1

12m24

化学式から、何モルの酸素が発生しうるかを計算していけばいいと思います。ここで答えを書くのは、あなたのためにはなりませんのでとりあえず控えさせていただきます。

　気体の方程式でおなじみの、ボイル・シャルルの方程式から、
　pV=nRT R:理想気体の気体定数
または
　pv=RT v=1/ρ:比体積　R:考える気体の気体定数 R=R/n 右辺のRは上の式のR
の式で温度変化に対する変化を考えることができます。