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蒸発平衡と[H+]の計算
- CO2の水溶液の[H+]を求めるため、蒸発平衡と電離度の関係について説明します。
- 水素と酸素を混合して水を生成する反応の条件下で、気体の体積の変化を求める問題について解説します。
- ハッシュタグ: #蒸発平衡 #電離度 #反応条件 #気体の体積変化
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ONEONEさん、(1)トライしてみます。 難しいです・・ >Cα=xとして(αは電離度) CO2+H2O⇔ H+ + HCO3- 電離前 C 0 0 電離後 C-x x x のように、xmolだけ電離したとします。 [H+]=Cα=x [HCO3-]=Cα=x [CO2]=C-Cα=C-x なので、 電離平衡定数=[H+][HCO3-]/[CO2]=x*x/(C-x)=5*10^(-7) x^2=(5*10^(-7))(C-x)=5*10^(-7)(10^(-5))-x) x^2+5*10^(-7)x-5*10^(-12)=0 2次方程式の解の公式より、 x=-5*10^(-7)±√{(5*10^(-7))^2+4(5*10^(-12))} ここで、√の中は 25*10^(-14)+20*10^(-12) =10^(-14){25+2000} =10^(-14)*2025 なので√{10^(-14)*2025}=10^(-7)*45 よって x={-5*10^(-7)±45*10^(-7)}/2 =20*10^(-7),-25*10^(-7) x>0であるからx=20*10^(-7)=2.0×10^(-6) となるのではないでしょうか。 自信ないですが、ご参考になればうれしいです。
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- fushigichan
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ONEONEさん、こんにちは。 難しいですね~・・ (2)だけですが・・ >Pif=1atm×30/(100+30)>Pvap=0.1atm (すべて気体ならば) (蒸気圧) よって液体がある ココで水の体積はV[H20]=30ml×0.1/0.9=3.33・・・☆ よってV=30+3.333・・・≒33.3 >☆のV[H20]=30ml×0.1/0.9の式がわかりません。 飽和蒸気圧は、76mmHgなので 76mmHg=0.1atm 2H[2]+O[2]→2H[2]O の反応が完全に進んだとして、できたH[2]Oは 一部液体、一部気体になっています。 ここで、めいっぱい液化したとして、飽和蒸気圧が0.1atmなので H[2]O(気)の分圧 0.1atm O[2]の分圧 1-0.1=0.9atm ということになりますよね。 さて、水の体積V{H[2]O}というのは、気体としての水の体積のことを言っています。 これは、酸素と気体の水の混合気体+液体の水 という状態ですが、 混合気体では、 モル比=体積比=分圧比=分子数比 という公式が成り立っていますから 今、酸素の分圧:水(気体)の分圧=0.9:0.1 =酸素の体積:水(気体)の体積 となっているはず。 酸素の体積=30mlですから 水(気体)の体積30×0.1/0.9≒0.333・・ となるので、気体の合計の体積Vは V=30+0.333・・≒33.3ml のように考えられるのだと思います。 ご参考になればうれしいです。
お礼
大変ありがとうございます! √2025=45 なんて気付けませんよー。(嘆き) 体積比=分圧費=モル比=分子数比 かぁ。なるほど確かにそうですね。すっかり忘れてました。