溶解度と飽和溶存酸素濃度

質問

値は化学便覧からの抜粋です．
酸素の飽和溶存酸素濃度は20℃で8.84mg/L．
同じく酸素の溶解度は20℃で0.0283mL/mL．
この溶解度から飽和溶存酸素濃度をmg/Lでだそうとしたところ，
（0.0283/22.4）×32=0.04043g/L=40.43mg/L
となってしまいました．

計算が間違っているのでしょうか？どなたか教えていただけると助かります．

回答No.3

oshiete_goo · ベストアンサー

#1です. 訂正と追加情報です.
#2の変更
＞＞同じく酸素の溶解度は20℃で0.0283mL/mL．
＞これは　酸素の溶解度は20℃で0.0283mL/L　(←水１L当たり)が正しいハズ． )
はこちらの思い込みによる全くの間違いで, 混乱させてすみません. お詫びしてこの部分は撤回します.

正しくは元の『酸素の溶解度は20℃で0.0283mL/mL．』どおりでした.
但しこれは水１mL当たり0.0283mLで, 0℃1atm換算の体積という意味でした.

手元の化学の参考書だと, 酸素は20℃で0.0283mL/mLではなく, 0.031mL/mLです(0℃1atm換算の体積).
これを元に計算すると
（0.031/22.4)×0.20×32=0.008857g/L≒8.86mg/L
で,　かなり『酸素の飽和溶存酸素濃度は20℃で8.84mg/L．』と良く一致することを追加情報として報告します．でも，実はおそらく，手持ちの参考書の方が化学便覧に採用されたデータを元に換算して載せているという順序なのでしょう．
ただし．これでご質問の食い違いの基本的理由と正しい計算方法は納得いただけたのではないでしょうか．こちらの混乱もあってすみませんでした．

お礼

分圧を使うんですね，そういえばヘンリーの法則ってそういう風に書いてありますね（笑）．
助かりました，ありがとうございました．

回答No.2

oshiete_goo

＃１ですが，補足訂正です．
＞酸素の分圧(と温度)を考えていなかったためです．
の記述は一部不適切だった可能性があります．失礼しました．[温度は０℃での換算表示で質問者さんの22.4Lで正しい可能性が高い．]
食い違いの主な原因はやはり酸素の分圧であったことは確かです．

また，今気づいたのですが，
＞同じく酸素の溶解度は20℃で0.0283mL/mL．
これは　酸素の溶解度は20℃で0.0283mL/L　(←水１L当たり)が正しいハズ．
以下，訂正後の値でやります．（実は単位を見落としていただけで，質問者さんの計算も(正しく)0.0283mL/Lでやっていますよね．）

酸素の飽和溶存酸素濃度は20℃で8.84mg/L．
酸素の溶解度は20℃で0.0283mL/L．

前者はそのままで良いとして，後者（酸素の溶解度は20℃で0.0283mL/L．）は，標準状態(０℃，1atm)に換算した体積値で表現されている可能性が高いです．[確かそういう流儀だった]

すると，
（0.0283/22.4)×0.20×32=0.008086g/L=≒8.09mg/L
の方が正しそうです．これでもまだずれはありますが，後はもっと詳しい方に期待します．

回答No.1

oshiete_goo

酸素の分圧(と温度)を考えていなかったためです．

＞酸素の飽和溶存酸素濃度は20℃で8.84mg/L．
＞同じく酸素の溶解度は20℃で0.0283mL/mL．
前者は通常の大気圧1atm（中に約20％の酸素分圧）の元での存在量．
後者は酸素の分圧１atmの時の値で，ヘンリーの法則より実際の酸素分圧0.20atmと考えて(本当は21%の方が近い？)，気温20℃＝293Kも考えると[気体の状態方程式からいっても良いが]
（0.0283/{22.4*(293/273)})×0.20×32=0.00753g/L=7.53mg/L
少々ずれはありますが，基本的な理由はお分かりいただけたと思います．