※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:混合気体の問題…でしょうか)
混合気体の問題についての解法
このQ&Aのポイント
混合気体の問題に取り組む際には、状態方程式を用いて計算を行います。まずは与えられた条件を整理し、酸素のモル数を計算します。次に、反応後の気体の体積と圧力、および二酸化炭素の吸収によって求められた圧力を用いて、体積組成を求めます。生成物のモル数と体積組成を比較することで、混合気体の成分を求めることができます。
問題に示された反応式を利用することで、反応前と反応後のモル数の関係を求めることができます。また、反応後の気体を水酸化カリウム水溶液中に通すことで、二酸化炭素を完全に吸収させることができます。
このような問題を解く際には、気体の状態方程式(PV=nRT)を用いることが重要です。また、反応式を正しく理解し、モル数の変化や体積組成の計算を行うことがポイントです。正確な計算と理解を行うことで、混合気体の問題を解くことができます。
高専の化学問題集 p.16 問題番号 2.83の問題です。
「プロパン、一酸化炭素および二酸化炭素からなる混合気体がある。これを標準状態で2.24lとり、酸素7.04gとともに2.00lの容器に入れ点火した。反応後温度が27℃に下がったとき、容器内の圧力は2.46atmであった。次にこの燃焼後の気体を水酸化カリウム水溶液中に通し、二酸化炭素を完全に吸収させてから0.500lの容器に入れたところ27℃で1.97atmを示した。この混合気体の体積組成を求めよ。ただし、可燃性ガスは完全に燃焼したものとし、生成した水の体積および蒸気圧は無視して良い。」
という問題があります。
私は高専生ながら化学は非常に苦手で、なかなか解けないのですが、とりあえず2.24lの混合気体ですから0.1mol分だけ取り出し、酸素7.04gですから酸素の分子量32を使って0.22mol分取り出したのではないかと考えました。
では、全体では0.1+0.22=0.32molと考えて状態方程式を作り、V(体積)について解いてみましたがいまいち体積を出したところで何をして良いのかわからずじまいです。
で、ヒントには
「C3H8+5O2->3CO2+4H2O,CO+1/2O2->CO2」(表記がわかりにくくてすみません)と書かれていましたがいまいちこれの使い方がわからず、結局状態方程式止まりの有様です。
このような問題はどのように解けばよいのでしょうか?
ちなみに、答えは「C3H8=30%,CO=60%,CO2=10%」でした。
よろしくお願いします。