- ベストアンサー
水の蒸気圧に関する問題を教えてください
苦手な分野で理解が浅いので質問させてください。 ＣＨ4 ０.０１０molが入った１.００Ｌの容器がある。この容器にＯ2を入れ、容器の温度を３００Ｋに保って、容器内の圧力を測定したところ、圧力は６.９８×１０の４乗 Ｐａであった。 ＣＨ4を燃焼させたところ、ＣＨ4の一部は不完全燃焼し、ＣＯが発生した。ただし、気体は理想気体として扱えるものとし、水への溶解は無視できるものとする。また燃焼によってＣＨ4とＯ2は完全に消費されたものとする。 問３ ３７３Ｋにおける水の分圧を有効数字２桁で求めなさい。ただし３７３Ｋにおける水の蒸気圧は１.０１×１０の５乗 Ｐａとする。 問４ 燃焼後、容器を冷却すると温度Ｔで液滴が現れた。Ｔの範囲として次の(ア)～(ウ)のいずれかに当てはまるか答えなさい。またその理由を４０字以内で答えなさい。 という問で問３はわかったのですが、(６.２×１０の４乗 Ｐａ)次の問で解答に 「燃焼後の水蒸気の分圧が３７３Ｋの飽和蒸気圧より小さいため、液滴はより低温で現れる」とあったのですがどういうことなのかわかりません…。 水の蒸気圧とか飽和蒸気圧というあたりが苦手で、教科書に 「密閉容器内に適当な量の水を入れて放置するとその上部の空間に蒸発した水蒸気の圧力は、一定温度では一定の値を示すようになる。このとき上部の空間は水蒸気が飽和した状態になっており、その圧力を水の飽和蒸気圧という」とあったのですが、"水蒸気の圧力"というのは水蒸気がまわりの空気を押す力ですか？それともまわりが水蒸気を押す力なんでしょうか…？ 色々理解が浅いもので間違ったこととかも書いてあると思いますが教えていただけると嬉しいです。 どうかお願いします。
- みんなの回答 （2）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
その他の回答 (1)
- htms42
- ベストアンサー率47% (1120/2361)
＞、"水蒸気の圧力"というのは水蒸気がまわりの空気を押す力ですか？それともまわりが水蒸気を押す力なんでしょうか…？ メタンの圧力、酸素の圧力、二酸化炭素の圧力、・・・というのと同じです。 どの物質も気体です。気体の圧力の仕組みはどれも同じです。 水蒸気だけが質問に出る理由がわかりません。 水蒸気の圧力と他の物質の圧力との間に違いがあるとしたら 「温度によって決まる最大値がある」、「その最大値の値は常圧に近い」 ということだけです。
補足
水蒸気の、というところがわからないのではなくて二酸化炭素、酸素、メタンなどもそうなのですが、"酸素「の」圧力"とかいうときの「の」の意味がよくわからなくて…だから上記のような質問になってしまいました。わかりづらくて申し訳ないです…。
関連するQ&A
- 化学 蒸気圧について
密閉容器内に水が入っているとします。（容器いっぱいではない） 水を入れた瞬間は、水は蒸発していないから、水蒸気の分圧は0ですよね？ これをゆっくり加熱していくと、水蒸気の分圧は、飽和蒸気圧曲線にしたがって上昇していくというのはあっていますか？ また、言葉の定義について 水が蒸発していくと、水蒸気の分圧は大きくなっていきますよね？ つまり、容器内の空間（液体の部分を除く）の全圧が大きくなっていきますよね？ この圧力は、まぎれもなく「蒸気の圧力」によるものだと思いますが これを「蒸気圧」とは言いませんよね？ あくまでも「空間の気体による圧力」ということですよね？ ここまでで間違っていることがあればご指摘お願いします。
- ベストアンサー
- 化学
- 化学◇蒸気圧
1(L)の密閉容器に、ジメチルエーテルC2H6Oの蒸気と乾燥空気(窒素と酸素の体積比が４対１)を合わせて300(K)で1(atm)になるように入れ、燃焼させた。 容器内の温度と圧力は、燃焼直後に急激に上昇したが、燃焼終了後は次第に低下した。 燃焼後の容器内の物質を分析したところ、CO2,H2O,N2のみが検出され、ジメチルエーテルは完全燃焼したとしてよいことがわかった。 ただし、すべての気体は理想気体、気体定数R=0.082(L・atm/(K・mol))、H2O=18、計算結果は有効数字２桁とする。 [問１]この燃焼反応を化学反応式で記せ。 [問２]燃焼終了後、容器内の圧力が1.5(atm)に低下したときの温度は何(K)か。 [問３]燃焼終了後、容器内の温度が300(K)に戻った時点で、容器内に凝縮している水の質量は何(g)か。 ただし、300(K)の水の飽和蒸気圧は0.035(atm)、容器内の気体と液体は平衡状態にあり、CO2の水への溶解は無視する。 [答１]C2H6O+3O2→2CO2+3H2O [答２]4.2×10^2(K) [答３]0.11(g) 問２までは自力で解けたのですが、問３が分かりません。 解説をお願いします！！
- ベストアンサー
- 化学
- 蒸気圧の問題です。私の考えのどこが間違っていて、どのように直せばよいの
蒸気圧の問題です。私の考えのどこが間違っていて、どのように直せばよいのかお教え下さい。 ◆問題文です。 １lの密閉容器に、ジメチルエーテルC?H6Oの蒸気と乾燥空気（窒素と酸素が４対１の体積比で混合した気体とする）を合わせて300Kで１atm入れ、点火し燃焼させた。容器内の温度と圧力は、点火直後に急激に上昇したが、燃焼終了後は次第に低下した。 燃焼後の容器内の物質を分析したところ、CO2 , H2O, およびN2 のみが検出され、ジメチルエーテルは完全燃焼したとしてよいことがわかった。 以下の設問に答えよ。ただし、すべての気体は理想気体としてふるまい、気体定数はR=0.082l・atm / (K・mol )とする。 計算結果は有効数字２桁で記せ。 解答には途中の式や考え方も簡潔に記して、また、必要があれば、原子量として次の数値を用いよ。H：1.0 , C：12.0 , O：16.0 ◆設問 . 燃焼終了後、容器内の温度が300Kに戻った時点で、容器内に凝縮している水の質量は何ｇか。ただし、300Kにおける水の蒸気圧は0.035atmである。 また、容器内の気体と液体とは平衡状態にあり、CO2の水への溶解は無視できるものとする。 ◆この問題の解答です。※ すべての P の上に ～ が付きます。 C2H6Oの物質量をn(mol) とすると、O2は３n(mol) , N2は12n(mol)はじめにあったことになる。 よって気体の総物質量は16n(mol) であり、理想気体の状態方程式より次式が成立する。 1(atm) ×1(l)=16n(mol)×0.082×300(K) ・・・(1) 300(K)でH2Oがすべて気体として存在しているならば、理想気体の状態方程式よりH2Oの分圧をP H2O とすると次式が成り立つ。 P H2O = nRT / V = 3n (mol ) × 0.082 × 300 (K) / 1 (l) ・・・(2) (1), (2)より P H2O =3/16atmとなり、これは300(K)の水蒸気圧0.035(atm)より大きいので、H2Oは凝縮する。 気相に存在するH2O分子をx(mol)とすると、気相部分の水蒸気圧が0.035(atm)であることと状態方程式より x = PV / RT = 0.035(atm) × 1(l) / 0.082 × 300(K) ・・・(3) となる。 凝縮したH2Oの物質量は３n－x(mol)となるので、(1),(3) を代入すると ［ 3×1×1 / 0.082×300 ×16 － 0.035×1 / 0.082 × 300 ］× 18 = 0.111(ｇ) 0.11(g) の質量のH2Oが凝縮したことが分かる。 答 0.11(g) ◆以下、私の答0.20(g) です。 燃焼前後の物質量の変化を 燃焼前 エタノール x mol 窒素 12x mol 酸素 3x mol 燃焼後 二酸化炭素 2x mol 水蒸気 3x mol 窒素 12x mol とおく。 温度が再び、300Kに戻った時の全圧をP ( pa )として、圧力が1.5atmの時、温度が423Kであるから、ボイルの法則より 1.5 / 423 = P/300 ∴ P = 1.06 atm 圧力が1.50atmのとき、水蒸気と窒素の物質比は 水蒸気：窒素 = 1 : 4 = 125 : 300 圧力が1.06atmのとき 水蒸気の分圧が0.035atmであり、窒素の分圧は1.5atmのとき、1.5 ×12 /17 atm であるから 容器内が300Kに戻った時の圧力は、1.5 ×12 / 17 ×300/423 = 0.75atm であるから水蒸気と窒素の物質量比は 水蒸気：窒素 = 0.035：0.75 =14：300 以上より凝縮している水と窒素の物質量比は、 水：窒素 = (125－14)：300 = 111：300 窒素の物質量をn mol として、初めの状態での気体の状態方程式より n=1×1.0 / 0.082×300×12/16 mol よって、 凝縮した水の質量は 1×1.0 /0.082×300×12/16×111 / 300 ×18 ≒ 0.203 ≒ 0.20(g) 答 0.20(g)
- ベストアンサー
- 化学
- 水の蒸気圧の問題で...
ある化学の気体の問題で疑問に感じたところが数点あります。長くなりますが、回答してくださるかたお願いします。 問） 自由に動くピストンのついた容器の中に、27℃で1.0molの水と 1.0×10＾5Paで1.0Lの乾燥空気を入れた。次に、1.0×10＾5Paのも とで、容器を90℃で十分長い時間保持した場合、気体の体積は何L になるか、有効数字2桁で答えよ。なお乾燥空気のは水に溶けない ものとし、90℃において水の蒸気圧を0.692×10＾5Paとする。 答） ピストン内に気体部分がなければ、100℃未満では状態変化は起こ らず、100℃で沸騰するが、今回のように気体部分があると、飽 和水蒸気圧までは蒸発して水蒸気になる。温度が上昇すると、飽和 水蒸気圧は増加するので、水蒸気 の物質量は変化するが、空気の 物質量は変化しない。よって空気のみにボイルシャルルの法則を適 用できる。90℃の飽和 水上気圧は0.692×10＾5Paであるから、空 気の分圧は 1.0×10＾5-0.692×10＾5＝0.308×10＾5（Pa) よって、90℃の混合気体全体の体積をv（L）とおき、空気のみに ボイルシャルルの法則を適用すると、 1.0×10＾5×1.0/273+27=0.308×10^5×v/273+90 よって v＝3.92≒3.9（L） 疑問点） (1) 内部に気体がないときに100℃未満では状態変化がおらないこと (2) なぜ空気のみの分圧を用いてボイルシャルルに適用させてるのかと いうこと (3) 蒸発している水の体積はどのように処理しているのかということ 以上三点が不明な点です。 回答お願いいたします。
- 締切済み
- 化学
- 飽和蒸気圧について
私の参考書の問題で気になった点があったので質問します。 以下、問題記載 内容積５Lの容器が１５℃で標準大気圧の大気に開放されている。これにエタノール（液体）0.05molを入れて素早く密閉した後、温度をt1まで加熱した。 ただし、容器の中に入れたエタノール(液体)の体積は無視する。また、気体は理想気体として計算せよ。 次の問に答えよ なお、エタノールの温度と飽和蒸気圧の関係は次の表のとおりである 温度 ℃ 0 25 50 飽和蒸気圧 kPa 1.50 7.87 29.5 問１．密閉した容器中の空気は何モルか？ 問２．t1=50℃のとき、容器に入れたエタノールがすべて気化したとすると、容器内のエタノールの分圧はいくらか。 問１は当然ながら理想気体の方程式より求めれます 問２の答えを参照すると理想気体の方程式より求めています。 私の認識では、液体は温度における飽和蒸気圧力に等しくなるまで蒸発を続けるという事より、５０℃の時の飽和蒸気圧力なので29.5KPAになるものと解釈していました。 しかし、理想気体の方程式より算出する形となっており、答えは26.8KPAでした。 理想気体の方程式より求める方法であれば、例えばエタノールが100molあったとして、同じ条件であれば5.3MPAになるものと推測されます。 これらをふまえて質問します。 全て気化したと仮定しているため、気体の状態方程式より算出しているのでしょうか？ つまり、液体が存在する場合、今回の条件の場合50℃における飽和蒸気圧力（29.5KPA）と解答すれば良いのでしょうか？ 質問したいこともよくわからなくなるのですが・・・ざっくり言うと「問2の答えは温度における飽和蒸気圧力、つまり29.5KPAになるのではないのか？」が質問です。 基礎的な質問で質問内容が伝わり難いと思いますが これを明確に説明できる方がいましたら、ご教授願います。
- 締切済み
- 化学
- 蒸気圧
大学入試の問題ですが、どなたかご教授お願いします。 温度57℃において、分圧600 mmHgのアルゴンと分圧130 mmHgの水蒸気からなる 混合気体が入っている円柱状の容器がある。容器に対して以下に示す操作を行 うものとして問に答えよ。なお、57℃での水の蒸気圧を130 mmHg、－3℃での 氷の蒸気圧(昇華圧)を4 mmHgとする。また、アルゴンはすべての容器中で常 に気体として存在する。 気体はすべて理想気体であるとし、混合気体の全圧と各成分気体の圧力の間 にはドルトンの分圧の法則が成立するものとする。水および氷の体積は無視 する。また、気体アルゴンの水あるいは氷への溶解も無視する。 容器に対する操作 容器の体積一定のまま、容器の上半分を57℃に、容器の下半分を－3℃に保つ。 問a 容器の上半分と下半分に存在するアルゴンの原子数の比を求めよ。整数比で答えよ。 問b 容器内の全圧(mmHg)を求めよ。整数で答えよ。 aはアルゴンの圧力をPとして、モル比を出せば9：11と簡単に出るが、ｂが？ 一応、自分で考えたのは、P＝540mmHgと計算。水は下部の蒸気圧にしか圧力 が行かないから、4mmHg で、計544mmHg。 でも、手元の解答によると 上半分：600×1/2＋130＝430、 下半分：490.9×1/2 ＋4＝249.45 ∴答：679 mmＨg 490.9はアルゴンの－3℃での圧力です。 ？？？ 誰か教えてくださいませ。
- ベストアンサー
- 化学
- 水頭と飽和蒸気圧（温度）の関係
温度が高くなる→水の飽和蒸気圧が高くなります。 圧力一定の鉛直配管（容器）の中に水があるとして、温度を高くした場合（飽和蒸気圧をあげる）、その水頭（水の高さ）はどのようになりますか？ また、その場合鉛直配管の上方に引っ張り上げるのに必要な力は、大きくなりますか？小さくなりますか？ 宜しければご教授ください。
- 締切済み
- 物理学
- Edgeのショートカットからウェブサイトにアクセスすると、鍵マークの代わりにビックリマークが表示され、進まなくなる状況が発生しています。しかし、URLを直接入力して実行すると、正常にサイトにアクセスできるようになります。この問題の原因と解決方法について尋ねたい。
- デスクトップのショートカットからEdgeを開くと、ウェブサイトにアクセスできずビックリマークが表示される問題が発生しています。URLを直接入力すれば正常にアクセスできることから、設定変更によって元に戻す方法について教えて欲しい。
- Edgeのショートカットアイコンからサイトにアクセスできず、ビックリマークが表示される問題が発生。URLを直接入力すると鍵マークに変わり、正常にアクセスできるようになります。この状態を元に戻すための設定変更について知りたいです。
お礼
ご回答ありがとうございます。 >圧力一定を保ちながら温度を下げていくと分圧は変わりませんが飽和蒸気圧は下がっていきます。 そういうことだったんですね！温度をさげても圧力一定なら分圧も変わらないんですね。なんか結びつきませんでした。 すっきりしました！ありがとうございます！