定積下での混合気体の燃焼の計算

質問

変形なし、容積一定の容器に等しい物質量の水素と酸素からなる混合気体が27℃,600mHgで入っている。
水素を完全燃焼させたのち、温度を37℃にすると容器内の圧力はいくつになるか？
ただし、飽和水蒸気は
27℃で27mmHg,
37℃で47mmHgとする

この問題の解法の過程を教えてください。

回答No.1

gohtraw · ベストアンサー

初めの状態での各成分の分圧」は
水素：３００ｍｍＨｇ
酸素：３００ｍｍＨｇ
です。
水素と酸素から水ができる反応は
２Ｈ２　＋　Ｏ２　→　２Ｈ２Ｏ
なので、与えられた混合気体の場合、
水素：全量消費される
酸素：半分消費される
水：消費された水素と等量生成する
ことになります。従って燃焼後の各成分の分圧は（温度２７℃として）
水素：ゼロ
酸素：１５０ｍｍＨｇ
水：２７ｍｍＨｇ　（２７℃での飽和蒸気圧分しか気体ではいられず、残りは液化する）
です。これを温度３７℃にすると、各成分の分圧は
水素：ゼロ
酸素：１５０＊（３７＋２７３）／（２７＋２７３）＝１５５ｍｍＨｇ
水：４７ｍｍＨｇ　（３７℃での蒸気圧分）
です。よって燃焼後、３７℃での圧力は
１５５＋４７＝２０２ｍｍＨｇ
となります。

仮定として、液体の水の体積は無視出来るくらいに小さいとしています。

お礼

どうしてそうなるのかという根本をひとつひとつ丁寧にご説明くださり本当にありがとうございました。
お陰さまでモル分率と全圧の関係から各気体の分圧を求めるという関係式を用いてそこから反応式のモルの関係と飽和水蒸気の条件を利用して求めればいいということが理解できました。

今後ともよろしくお願い申し上げます。