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ヘンリーの法則 大学受験問題。

題名のとおりですが、ヘンリーの法則について質問です。 問題文は、0度,1.00*10^5において酸素と窒素は水1Lに対しそれぞれ4.9*10-^2L, 2.3*10-^2L溶解する。2Lの真空容器に0度1.00*10^5で1Lの空気と水1Lを入れて密閉した後、十分放置し、気体を水に飽和させた。溶けた酸素と窒素の物質量、および容器内の圧力を求めよ。ただし水蒸気の分圧および水の体積変化は無視できる。です。 私の考えとしては、水に溶けているものと溶けていない酸素、窒素それぞれの物質量を求めて、そこから、水に溶けた酸素、窒素の物質量をひいて、気体として存在するそれぞれの量を求める、という方法です。 最初の02: :0.2/22.4mol, 最初のN2: 0.8/22.4mol 溶解した02: 4.9*10-^2/22.4*1.00*10^5*1/5 溶解したN2: 2.3*10-^2/22.4*1.00*10^5*4/5 としました。 が、おかしなことに、溶解した酸素、窒素が両方とも最初の酸素、窒素よりも多くなってしまいました。。。 解答は酸素は、1lの水に4.9*10-^2L = (1.00*10^5)*(4.9*10-^2)/RT mol溶けるとありました。 ですが、この解答ってどうなんでしょう?4.9*10-^2L溶解するということは、これをmolで表すには、1mol=22.4lなのだから、4.9*10-^2L/22.4でmolに直るのではないのですか?どうして、上のような式で表すのでしょう? いずれにしても自分のやり方では答えがおかしくなるのですが、解答もよくわかりません。 そこで質問なのですが、 ○ 私のやり方はどこが間違っていますか? ○ 解答に対する私の疑問点はどこが間違っていますか? どなたかアドバイスをいただけたらと思います。よろしくお願いいたします。

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>最初の02: :0.2/22.4mol, >最初のN2: 0.8/22.4mol >溶解した02: 4.9*10-^2/22.4*1.00*10^5*1/5 >溶解したN2: 2.3*10-^2/22.4*1.00*10^5*4/5 すぐに分かるところだけとりあえず答えます。圧力についてです。 (1)「1.00*10^5」という数字に単位がありません。 Paですね。 (2)溶解したO2の物質量を求めるところで圧力が掛けられています。此処で10^5が掛けられればはじめより大きくなるのは当然です。ヘンリーの法則で「分圧に比例する」というのはかけ算せよという意味ではありません。何倍になったかを考えなさいということですから1/5になっているということです。 とりあえずは此処までです。 ついでに言うとこの場合は影響が小さいですが次のことも念頭に置いておくと良いと思います。 密閉容器の場合、溶けて平衡になっているとき、分圧が変化しています。O2の分圧は「1.00*10^5*1/5」よりも小さくなります。溶解度を決めている分圧は平衡状態での分圧です。二酸化炭素のようにO2よりももっとよく溶ける気体の場合は 注意が必要です。

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質問者からのお礼

>ヘンリーの法則で「分圧に比例する」というのはかけ算せよという意味ではありません。何倍になったかを考えなさいということですから1/5になっているということです。 ご回答ありがとうございます。 そうだったのですね!!! それは全く知りませんでした。 今まで1アトムで考えていたときは、1だから間違えていてもきずかなかったのですね。 アドバイスを参考にもう一度解いてみます。 アドバイスありがとうございました。

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