溶解度

質問

気体の場合
温度が高いと溶解度は小さい。これはコーラがあたたかいところでは気が抜けてしまうというようなことですよね。
温度が一定の場合
①溶ける気体の物質量質量は圧力に比例
②溶ける気体の体積は圧力に換算すると圧力に比例。その圧力のとき圧力に関係なく一定。
①②が分かりません。どういうことですか。。
さっぱり分かりません。。コーラのような分かりますい例がありましたら教えて下さい。

回答No.1

Ichitsubo · ベストアンサー

丸数字はインターネット上では使わないように。

１が考え方の基本です。
コーラはふたを開けると溶けていた二酸化炭素が溶けきれなくなり、泡となって出てきますよね。これはふたを開けることで二酸化炭素の圧力が小さくなったためです。溶媒に接している気体の分圧が高いほどよくとけ込み、分圧が低いほどとけ込みにくいのです。

ところで、そのとけ込んでいる気体の量をどうやって表しましょう。
固体の溶解度と同じように質量で表してみましょう。
すると、とけ込んでいる気体の質量は、接している気体の圧力に比例するのです。物質量は質量を分子量(これは圧力に無関係な定数)で割ったものなので、こちらもやはり圧力に比例します。

ではとけ込んでいる気体の量を体積で表すことを考えます。
しかし、体積という量はやっかいなもので、圧力によって変化してしまいますね。
"とけ込んだ気体の体積を量るときの圧力"を揃えて測ってみる場合を考えます。この場合、体積は、"気体をとけ込ませたときの気体の圧力"に比例することになります。とけ込ませたときの圧力がa倍なら、圧力を揃えて計ったときの体積はa倍になっています。
今度は、気体をとけ込ませたときの圧力で計るとします。ボイルの法則より、圧力がa倍の時体積は1/a倍です。ですので、a倍の気体が溶けていても、圧力のために1/a倍になっているため、圧力による影響はないということになります。

混乱の原因は「気体をとけ込ませたときの圧力」と「体積を量るときの圧力」を混同するからで、整理すれば何のことでもない簡単なことです。