• ベストアンサー

2種類の液体の飽和蒸気圧

密閉した容器の中にA,Bという液体を入れたときの飽和蒸気圧ってどうなるのでしょう。 ドルトンの分圧の法則ってありますよね。 Aの蒸気圧が10kPaで、Bが20kPaだと、全圧は分圧の合計なので、A,Bが混ざっているときは30kPaになるんでしょうか。 それとも、混ざっている比率に応じて10kPa~20kPaの値をとるのでしょうか。 どうぞよろしくお願いします。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • himajin1
  • ベストアンサー率43% (184/422)
回答No.4

こう考える方が、わかりやすいです。 ある、温度Tにおける、2種類の液体A,Bの混合液の蒸気圧はいくつになるか? この問題を、解くには、このA,Bの2成分系が   理想溶液   例 ベンゼン+トルエン   非理想溶液  例 エタノール+水 の何れなのか?を調べる必要があります。 理想溶液を形成する2成分の場合、 ある温度Tにおける、  Aの純物質の蒸気圧が10kPa  Bの純物質の蒸気圧が20kPa 混合液中の  Aのモル分率をx  Bのモル分率を(1-x) だと仮定すると、  全圧は (10kPa*x)+(20kPa*(1-x)) になります。  非理想系については、学問になりますので、キーワード   ・2成分系   ・気液平衡  ・活量係数  ・ウィルソン定数   などで調べてみてください。

noname#6131
質問者

お礼

式から、全圧は高いほうの蒸気圧を超えない、ということですね。 ドルトンの分圧の法則で考えると、混ぜる液体が多いとどんどん蒸気圧が高くなってしまうので、何かおかしいのかなと頭を悩ませていました。 キーワード、参考になりました。これから調べてみますので。 どうもありがとうございました。

全文を見る
すると、全ての回答が全文表示されます。

その他の回答 (4)

  • himajin1
  • ベストアンサー率43% (184/422)
回答No.5

「全圧は高いほうの蒸気圧を超えない」とは言い切れません。 世の中の、2成分混合液は殆どが、非理想型です。 混ぜ合わせる、A,Bの化合物の選択によって、  ・完全な理想系  ・理想系との誤差がほとんど無いが僅かに非理想系  ・十分非理想系な物  ・共沸混合物  ・液相で分液してしまう2成分 などなど、様々な組み合わせが発生します。 共沸混合物や、分液する組み合わせの2成分の場合には、 「全圧が純物質の高いほうの蒸気圧より大きくなる」 ケースも発生します。 たとえば、酢酸メチル+メタノール 53.8℃において、  酢酸メチルの蒸気圧は、671mmHg  メタノールの蒸気圧は、487mmHg ですが、  酢酸メチル7割+メタノール2割(mol)の混合物の蒸気圧は760mmHg と、純物質の蒸気圧を上回ります。 最低共沸混合物、最高共沸混合物をキーワードに捜してみてください。

noname#6131
質問者

お礼

蒸気圧が上がる場合もあるんですね。 himajin1さん、回答を締め切ってからこれ載せるのに結構手間がかかりましたよね。 本当にありがとうございます。

全文を見る
すると、全ての回答が全文表示されます。
  • hatman34
  • ベストアンサー率34% (36/103)
回答No.3

単純な和にはなりません。 ラウールの法則という理想形で表現します。

参考URL:
http://www.ek.u-tokai.ac.jp/dl/katayama/%89%BB%8Aw%83v%83%8D%83Z%83X%8Cv%8EZ%82S%8F%CD.ppt
全文を見る
すると、全ての回答が全文表示されます。
  • foobar
  • ベストアンサー率44% (1423/3185)
回答No.2

飽和状態(液相と気相が共存)で、A:10kPa、B:20kPaの飽和蒸気圧なら、全圧は30kPaになるかと。

全文を見る
すると、全ての回答が全文表示されます。
  • keyguy
  • ベストアンサー率28% (135/469)
回答No.1

Aの体積V圧力P Bの体積W圧力Q とすると いっしょにしたときの圧力xは x・(V+W)=P・V+Q・Wより x=(P・V+Q・W)/(V+W) となる 分圧でやるのならば いっしょにしたときのAの分圧をaとすると a・(V+W)=P・Vより a=P・V/(V+W) いっしょにしたときのBの分圧をbとすると b・(V+W)=Q・Wより b=Q・W/(V+W) よって x=a+b=(P・V+Q・W)/(V+W)

全文を見る
すると、全ての回答が全文表示されます。

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。

  • 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。

  • 127℃の飽和蒸気圧にならないのはなぜですか?

    27℃において容器A(8.3L)と容器B(4.15L)はコックCによって繋がれているものがある コックCは開いており、A、Bには水が入っていて飽和蒸気圧2.7×10^3Paを示している 今Cを開けたまま、Bのみを127℃にした この時の圧力を求めよ 何ですが答えは2.7×10^3Paです 理由は B内の液体が蒸発してAに移動するからA内で凝縮して液体の水になるから 27℃の飽和蒸気圧になるようです なぜ27℃の飽和蒸気圧になるのでしょうか  127℃の飽和蒸気圧にならないといえるのはなぜですか? 確かに27℃のAに液体がありますがBにも127℃の水蒸気があるので圧力が変わらないと言うのは不思議です

  • 蒸気圧

    蒸気圧 あまり頑丈でない密閉容器内に空気と様々な液体1000種類くらいを入れて放置したら、 それぞれの液体が飽和蒸気圧まで達して、容器にかかる圧力がとんでもなく大きくなって、 容器が破損するってことはあるのでしょうか? お願いします。

  • 密閉容器内での蒸気圧

    蒸気圧について詳しい方、教えてください。 20℃の大気圧下で乾燥空気の入った風船内に、ビーカーに入った水(20℃での蒸気圧は17.5mmHg)を入れるとします。 すると水の一部は蒸発して風船は膨らみ、空気の分圧が742.5mmHg、水の分圧が17.5mmHgになった所で平衡状態となりますよね? 質問(1)  これと同じ実験を風船内でなく、密閉容器内で行った場合、空気の分圧は760mmHgのまま、水の分圧が17.5mmHgとなり、全圧は増加する(777.5mmHgとなる)のでしょうか。 質問(2)  質問(1)で全圧が増加するのであれば、例えば密閉容器内に水、メタノール、エタノール、アセトン等、沢山の種類の液体を、(混合溶液でなく)互いに混合しないようビーカーに入れて仕込んだ場合はどうなるでしょうか? 各液体の蒸気圧の総和だけ全圧が増加し、爆発する?? なんて事はまさか起きないですよね。 蒸気圧については学生時代に理解したつもりでいましたが、 実はよく分かっていませんでした。 気になって夜も眠れません。 詳しい方、お知恵を御貸しください。

  • 飽和蒸気圧と物質の状態

    例えば、温度が60℃に保たれた体積一定の密閉容器に水が入っているとします。 気体なのか、液体なのか、または両方共存するのかは分かりません。 ここで、すべて気体であると仮定して求めた容器内の圧力が、 水の飽和蒸気圧より大きいとき、気体と液体が共存し、 水の飽和蒸気圧以下のとき、気体のみである と私の持っている参考書に書かれているのですが、これがなぜなのか全く分かりません。 分かりやすく解説していただけないでしょうか??

  • 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。

  • [化学] 異種試薬の飽和蒸気圧と分圧の問題

    条件は、1.0atmの大気圧下、ほんの僅かに穴を開けた、デシケーターに放置。 飽和蒸気圧全て0.5atmの試薬A、B、C、Dをビーカーに入れて放置すると何気圧になりますか? いくつかのパターンで実験するとします。 以下について間違っていればどのようになるのか教えて下さい。 ■試薬Aのみ入れて放置の場合、全圧1.0atm、試薬Aの分圧0.5atm、空気の分圧0.5atm。 ■試薬AとBを入れて放置の場合、全圧1.0atm、試薬A,Bの分圧はそれぞれ0.5atm、空気の分圧0atm。 ■試薬A,BとCを入れて放置の場合、全圧1.0atm、試薬A,B,Cの分圧はそれぞれ1/3atm、空気の分圧0atm。 ・以下の実験からは、デシケーターに空気が1.0atm入っている状態に試薬を入れ穴を塞いで完全に密栓します。 ■試薬Aのみ入れて放置の場合、全圧1.0+0.5 = 1.5atm、試薬Aの分圧0.5atm、空気の分圧1.0atm。 ■試薬A~Dを入れて放置の場合、全圧は1.0+0.5*4 = 3.0atm、分圧はA,B,C,Dそれぞれ0.5atm、空気の分圧は1.0atm。 これが、本当になるのか疑問が出てきました。例えば、飽和蒸気圧を持つ物を大量に入れると圧力はいくらでも高めることが出来そうで、これは常識的にあり得ない気がしています。どうなのでしょうか? ★A~Dを一つのビーカーに入れて放置しました。この場合の分圧は一般にどのようになりますか?液体にも色々あると思いますが、それぞれの液体は反応しない物として、他の条件は任意に考えて下さい。 宜しくお願い致します。

  • 飽和蒸気圧について

    質問です。圧力計が付いた密閉容器に水を入れ、外部から100℃以上に加熱して内圧を観察するという実験を行ってみました。その結果、内圧は水の飽和蒸気圧から予想される圧力の1/3程度までしか上昇しませんでした。この原因として、圧力計が付いた装置上部では水蒸気が冷やされ、予想した飽和蒸気圧が表示されなかったと考えました。この解釈が合っているのかどうか教えて下さい。よろしくお願いします。

  • 飽和蒸気圧

    化学で質問があります(重要問題集から-65) 下の問題文の、「温度を60℃にーすべて気体となった。」という箇所は必要ないかもしれません。 体積を自由に変えることができる容器内にヘキサンと窒素をそれぞれ0,20molずつ入れ、圧力を1,0×10^5Pa、温度を60℃に保ったところ、ヘキサンはすべて気体となった。蒸気圧線:略、R=8,3×10^3 (1)略 (2)混合気体の圧力を1,0×10^5Paに保ったまま、さらに温度を下げて17℃にした。このときの混合気体の体積は何ℓか、有効数字2桁で答えよ。 (ヘキサンの蒸気圧線について、17℃で0,2×10^5Paという点があり、蒸気圧線は右肩上がり) 答えを見ると、ヘキサンは17℃では、液体と気体が共存する。 その分圧は蒸気圧線に等しく、0,2×10^5であり、 窒素の分圧は(1,0-0,2)×10^5Pa=0,8×10^5 よって、混合気体の体積をaとして、 0,8×10^5×a=0,20×8,3×10^3×(17+293)で、答えが出るといっているんですが、 ここで質問で、mol数の合計0,40mol、分圧の合計1,0×10^5という数字を使って、 1,0×10^5×a=0,40×8,3×10^3×290でできると思ったのですが、答えが違いました。 一般に同温で、分圧をそれぞれP1,P2とすると、 P1×a=nRT P2×a=n'RTが成り立つってあるんですが、 つまりは、(P1P2)×a=(n+n')RTが成り立つと思うんですが、どうして間違えているのかわかりません。 解答をお願いいたしますm(_ _)m