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高校 化学 表は圧力1.0×10^5Pa、温度0℃,20℃,40℃のもとで水1Lに溶ける窒素と酸素の...

@さん

2019/9/1501:00:07

高校 化学

表は圧力1.0×10^5Pa、温度0℃,20℃,40℃のもとで水1Lに溶ける窒素と酸素の体積(L)を標準状態(0℃、1.0×10^5Pa)の体積に換算したものである。答えは有効数字2桁で答えよ。

問1、表のA、B、Cのうち、0℃はどれ

に該当するか。記号を記せ。
問2、ピストン付きの容器に窒素と水0.50Lを加え、0℃、2.0×10^5Paの条件でよく混合した。このとき、水に溶けている窒素の質量は何gか。ただし、原子量はN = 14とする。
問3、ピストン付きの容器に酸素と水2.0Lを加え、20℃,0.50×10^5Paの条件でよく混合した。このとき、水に溶けている酸素の体積は、標準状態に換算すると何Lか。
問4、ピストン付きの容器に酸素と水1.0Lを加え、20℃,2.0×10^5Paの条件でよく混合した。このとき、水に溶けている酸素の体積は、20℃,2.0×10^5Paのもとで何Lか。

解説をお願いします。

体積,ピストン付き,窒素,酸素,容器,O2,n-2

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光明さん

2019/9/2201:59:53

問1
例外を除き、気体の溶解度は溶媒の昇温とともに減少する。
よって、Aが0℃を表す。

以下、ヘンリーの法則による。
問2
0℃, 1.0×10^5Paで水1Lに溶けるN2の物質量=0.023/22.4mol
溶媒(水)が半分, N2の圧力が倍になっても、
溶けるN2の物質量=0.023/22.4÷2×2=0.023/22.4mol
これとN2=28より、
溶けるN2の質量=0.023/22.4×28≒0.029g
問3
溶媒(水)が倍, O2の圧力が半分になっても、
溶けるO2の物質量は不変。
これとBの値より、溶けるO2の標準状態の体積=0.031L
問4
Bより、0℃, 1.0×10^5Paで水1Lに溶けるO2の体積=0.031L
よって、 20℃, 1.0×10^5Paで水1Lに溶けるO2の体積
=0.031×293/273≒0.033L
さらに、溶ける気体の体積は気体の圧力によらず不変。
∴ 20℃, 2.0×10^5Paで水1Lに溶けるO2の体積≒0.033L

[答] 問1 A 問2 2.9×10^-2g 問3 3.1×10^-2L 問4 3.3×10^-2L

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