例題
27℃で,0.20
molの酸素と0.30 molの窒素を1.0Lの容器に入れた。容器内の全圧およびそれぞれの気体の分圧を有効数字3桁で求めよ。気体定数R=8.3×103〔Pa・L/(mol・K)〕
(解法1)酸素,窒素の分圧を求め,ドルトンの分圧の法則より全圧を求める。
(解法2)全圧をまず求め,次にモル分率から酸素,窒素の分圧を求める。
解法1 O2とN2で別々に状態方程式をたてる。
pxV = nxRTより,
pO2 = nO2RT/V = 0.20×8.3×103×300/1.0
= 4.98×105〔Pa〕
pN2 = nN2RT/V = 0.30×8.3×103×300/1.0
= 7.47×105〔Pa〕
p = pO2 + pN2 = 4.98×105 + 7.47×105 = 1.245×106 ≒ 1.25×106〔Pa〕
解法2 pV = nRTより,
p = nRT/V = (0.20+0.30)×8.3×103×300/1.0 = 1.245×106
≒ 1.25×106〔Pa〕
pO2
= p × nO2/n = 1.245×106 × 0.20/(0.20+0.30) = 4.98×105〔Pa〕
pN2
= p × nN2/n = 1.245×106 × 0.30/(0.20+0.30) = 7.47×105〔Pa〕
例題
27℃,1.0×105Paの窒素6.0Lと,27℃,2.0×105Paの水素2.0Lを内容積5.0Lの容器に入れ,全体を27℃に保った。窒素の分圧,水素の分圧,混合気体の全圧をそれぞれ求めよ。気体定数R=8.3×103〔Pa・L/(mol・K)〕
(解法1)混合前の窒素,水素の物質量〔mol〕をそれぞれ求め,それをたして全物質量にして全圧を求める。モル分率から分圧を求める。(状態方程式を3回解く必要があり,面倒くさい)
(解法2)混合前後で温度が一定なので,ボイルの法則より,窒素,水素をそれぞれ5.0Lにしたときの圧力を求める。これが分圧になり,たせば全圧になる。
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