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2011年度 武蔵野大学 S日程 薬学部の過去問

ジエチルエーテル(沸点34℃)とアルゴンを容積が一定の容器に封入して、温度を77℃に保ったところ、全圧が3.5×10^5Paになった。 容積を保ったまま、ゆっくりと温度を下げたところ、34℃になったときにジエチルエーテルの液化が始まった。 容器に封入したアルゴンとジエチルエーテルの比(アルゴン/ジエチルエーテル)を求めよ。 という問題なのですが、赤本には解説がなく答えが2.0ということしか分かりませんでした。 できれば解説の方よろしくお願いします。

  • 化学
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  • ベストアンサー
  • okormazd
  • ベストアンサー率50% (1224/2411)
回答No.2

問題に不備があります。 1.沸点に圧力の指定がない。 2.比を求めろと言っても質量比なのか体積比なのかわからない。 沸点は大気圧で、比はモル比でということにすれば、下記。 34℃になったときにジエチルエーテルの液化 ↓ 沸点で液化→蒸気圧が大気圧=1.01.3×10^5[Pa]になった   容積一定だから、圧力は絶対温度に比例する ↓ 77℃にすれば、1.013×10^5[Pa]×(77+273)/(34+273)=1.15×10^5[Pa] が77℃でのジエチルエーテルの分圧 ↓ アルゴンの分圧=3.5×10^5-1.15×10^5[Pa]=2.35×10^5[Pa] 気体の体積比=モル比=分圧比 で、 アルゴン/ジエチルエーテル=2.35×10^5[Pa]/1.15×10^5[Pa]=2.03 データの精度から、答えは2.0でしょう。

その他の回答 (1)

  • gohtraw
  • ベストアンサー率54% (1630/2966)
回答No.1

77℃に保った状態ではジエチルエーテルは完全に気化しているはずなので、気体の状態方程式が成り立ちます。容積の具体的な値は与えられていませんが、Vとします。すると pV=nRT より、二つの物質の合計のモル数nは pV/RT ・・・(1) で与えられます。次に、34℃の状態においても気体の状態方程式 p’V=nRT’ が成り立ち、この場合も二つの物質の合計のモル数nが p’V/RT’ ・・・(2) で与えられます。(1)と(2)は明らかに同じ値なので、 pV/RT=p’V/RT’ p/T=p’/T’ ここでp、T、T’の値は問題文で与えられているので、p’の値は p’=pT’/T で求めることができます。これで34℃の状態の全圧がわかります。 34℃になった時にジエチルエーテルの液化が始まったことから、このときのジエチルエーテルの分圧は純ジエチルエーテルの34℃における飽和蒸気圧に等しくなります。ちょうど大気圧ですね。上記のp’からジエチルエーテルの分圧を引いたものがアルゴンの分圧であり、モル比は分圧の比に等しくなります。

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