炭酸水素ナトリウムと気体の状態方程式

質問

炭酸水素ナトリウム０．３ｇに４ｍｌの塩酸を加えて反応させ、水上置換法で発生した気体を集めました。

理論値の計算のとき、
標準状態で、気体の状態方程式を使うと、二酸化炭素の圧力は０．９９９２１となりました。（炭酸水素ナトリウムのモルを使用）

標準状態での水上気圧は、０．００６０２８atm（化学図録より）だったので、全圧は0.99921+0.006028と計算しました。

しかし、全圧が、1.005228となり、メスシリンダー内外の気圧が一致しません。

この計算の過程でどこか間違っているところがあるのでしょうか。宜しくお願いします。

回答No.2

noname#62864 · ベストアンサー

二酸化炭素は少しですが水に溶けます。
二酸化炭素について気体の状態方程式が誤差なしで成り立つはずはありません。
標準状態とおっしゃいますが、実際の実験を行ったのは標準状態ですか？温度が変われば水蒸気圧も変化します。
メスシリンダーの目盛りの精度は低いです。
炭酸水素ナトリウムの純度も100%ではありませんし、炭酸水素ナトリウムの重さの精度の問題もあります。
二酸化炭素を発生させる際に反応熱による温度変化があれば、反応容器内の気体の物質量は変化するはずです。

誤差の原因は上記以外にも多く考えられるでしょう。
実験に誤差はつきものです。また、根本的な問題として、有効数字に対する意識が欠落しています。
計算の過程云々もさることながら、その式の信頼性や、計算に用いた数値の精度を考える必要があります。それを無視していたずらに桁数を増やしても無意味であり、それをするということは実験科学の基本がわかっていないという評価につながります。

ちなみに、計算もあっているかどうか疑問です。つまり、実験を行ったのが標準状態であればそれで良いかもしれませんが、温度や圧力が違っているのであれば、実際の値に基づいた計算をする必要があります。そのあたりのことは文面からはわかりません。

お礼

ありがとうございます。
ちなみに、理論値を求めたかったので標準状態としました。有効数字には気をつけようと思います。

回答No.1

tyty7122

そもそもそこまで細かい数値を議論する意味がない。

＞炭酸水素ナトリウム０．３ｇに４ｍｌの塩酸

試薬の秤量を有効数字一桁でしかしていないのだから、圧力も一桁で議論するべきである。

実験値も全圧も１気圧で一致している。問題はない。

お礼

ありがとうございました。　
ということは、計算は全て合っているのですね。安心しました。