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化学の定期考査で次のような問題が出ました。

bou********さん

2019/7/1323:12:30

化学の定期考査で次のような問題が出ました。

アルミニウム 0.049g を全て希塩酸と反応させ、発生した水素を図のように捕集。メスシリンダー内の気体の体積は67ml 、水槽の液面とメスシリンダーの液面は一致した。
気温27度、大気圧 1.0×10^5 Pa 、27度での飽和水蒸気圧が 3.6×10^3 Pa のとき、捕集した水素の0度 1気圧における体積を求めよ。

解答: 水素の分圧は
(1.0×10^5) - (3.6×10^3)= 9.6×10^4 Pa
ボイルシャルルの法則より
(1.0×10^5 × V)/ 273 = (9.6×10^4 ×67)/300
・・・①
V≒59 ml

このようになっていたのですが、①式の右辺において、67mlは水蒸気も含む気体の体積であるのに、
9.6×10^4 Pa は水蒸気圧を引いた時点での気体の圧力であり、式が成り立たないのではと疑問に思いました。
どなたか教えていただけると幸いです。

メスシリンダー,液面,体積,気体,4 Pa,水蒸気,水素

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ktn********さん

2019/7/1408:53:59

① 混合気体中の水素と水蒸気は、それぞれ 67mL の体積を占めて
います。 分圧は、
水素:9.64×10⁴Pa
水蒸気:3.6×10³Pa です。

② 水素と水蒸気のそれぞれが 1.0×10⁵Pa の時の体積は、
水素:67×9.64×10⁴/(1.0×10⁵)=64.6 [mL]
水蒸気:67×3.6×10³/(1.0×10⁵)=2.4 [mL]
です。

どちらの体積・圧力の値を使っても同じ答になりますが、 「解答」 では
① の値を使っています。

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