化学

質問

27℃で、2.0 X 10^5 Pa, 3.0 L の気体Aと、1.5 X 10^5 Pa, 2.0 L の酸素を10.0L の容器に入れたのち、温度を77 ℃にした。
このときの気体Aの分圧は何Paか。

答))
気体Aの分圧を求めるので、酸素は考えなくてよい。
27℃、2.0 X 10^5 Paで3.0 L の気体Aを77℃で10.0L にしたので、ボイル•シャルルの法則より、(2.0 X 10^5 ) x 3.0 / 300 = P x 10.0 / 350

P= 7.0 x 10^4

ここで質問なんですが、なぜ酸素は考えなくてよいのでしょうか。
10 L の容器の中には気体Aのみが、10L 含まれているのでしょうか。

もし詳しい方がおられたら、教えてください。

回答No.4

htms42

「分圧」という言葉は混合気体が前提です。
空気のような場合を想像して下さい。全体の圧力は分かります。その全圧は成分気体それぞれの圧力の合わさったものになっているはずですね。成分気体の受け持ち分、分担分が「分圧」です。でもこの分圧をそのままの状態で知ることはことはできません。何らかの方法で成分ごとに分離しないとそれぞれの成分がどれだけの圧力を受け持っているかは分からないのです。

分けるということと混ぜるということは裏返しの関係にあります。
別々に用意した気体を混ぜた時、結果として得られた気体の圧力と混ぜる前の成分気体の圧力との間にどのような関係があるのかを調べたのがドルトンです。
同じ体積Ｖの容器に入った２つの気体を考えます。温度は同じだとします。この２つの気体を体積Ｖの容器の中に一緒に入れます。混ぜる前の圧力をｐ１、ｐ２とします。混合後の気体の圧力が混合前の気体の圧力の和になっているという関係を見つけたのです。教科書には「ドルトンの分圧の法則」として載っていると思います。
この結果は気体の示す圧力は単独でいる時と異なる種類の気体が存在している時とで同じであるということを示しています。

分圧の計算はすべてこの結果を使っています。
混合状態で成分気体の示す圧力を混合していない状態での成分気体の圧力に置き換えて考えているのです。

＃３の説明は分圧の意味とその分圧をどのようにして求めるのかを混同しているものです。

分圧の法則の説明には「？」の付くものが多いです。
ｗｉｋｉを見てみます。

＞ドルトンの法則（ドルトンのほうそく、英: Dalton's law[1]）は、気体の性質についての法則で、「混合気体の全体としての圧力（全圧）は、各気体成分それぞれの圧力（分圧）の和に等しい」という法則である[1]。分圧の法則とも呼ばれる。1801年にジョン・ドルトンにより発見された。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%89%E3%83%AB%E3%83%88%E3%83%B3%E3%81%AE%E6%B3%95%E5%89%87

ここに書かれていることは「法則」の内容ではありません。「分圧」の定義です。
成分気体が単独で存在する時の圧力と混合後の圧力との関係を求めているのが「法則」です。
この法則によって分圧を求めることが可能になるのです。

分圧の法則と理想気体とは成り立っている根拠が同じです。気体の性質が成分気体の種類に関係なく数だけで決まるというものです。気体を相互作用のない粒子の集まりとして考えています。

回答No.3

aries_1

分圧の考え方を分かっていますか?
分圧は仮に容器内に一つの気体(質問文では気体A)のみが入っているとしたときに、その気体の容器内での圧力はいくらなのかを表したものです。
よってこの場合、酸素の圧力は無視して構いません。

回答No.2

bltgrm

ボイル＝シャルルの法則というのはmolは関係ないから定数”n"にしちゃったという法則です。　
だから酸素は何でもないのです。

回答No.1

Tacosan

最終的に求めるのは「気体A の分圧」だから, 酸素は考えてもいいけど結果にはなんら影響しない.

というか, 疑問に思うなら実際にやってみればいいのに.