ヘンリーの法則はなぜ苦手?わかりやすく単純な解法を公開!

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ンリーの法則ってよく分からない!

この質問が本当に多いです。

 

ヘンリーの法則は、

まともに分かっている受験生なんて

居ないのではないか?

と思ってしまうほどです。

 

ですが、この記事にたどり着いたあなたは、

この記事を最後まで読む事で

 

・なぜ多くの受験生が混乱し、苦手なのか?

が分かります。

・多くの教科書の記述を覚えて問題を解こうとしても、

全く歯が立たない理由も分かります。

・その苦手な原因を取り除くための唯一の方法をお渡しします。

・ヘンリーが特別な分野ではなく、他の単元と同じような解法が出来る事も分かります。

 

今、あなたがこのページにたどり着いて

くれて本当に良かったです。

 

なぜなら、教科書の方法はそもそも理解しがたいし、それが理解できたからと言って問題ではなかなか使えないのです。

しかし、今回の方法を使う事で、あまり良い事では在りませんが、教科書のヘンリーの法則を理解できなくても問題は解く事が出来るのです。

なので、絶対に読み漏らしが無いようにしてください!

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なぜヘンリーの法則が苦手な受験生が多い?

私が化学を教えていて、

本当にほとんど全ての生徒が

ヘンリーの法則が苦手なんじゃないか?

 

と感じています。

 

その原因について解説していきます。

第1の理由、ヘンリーの法則の文章で大混乱

ヘンリーの法則は次のように書かれています。

①一定温度では気体の溶解度はその気体の分圧に比例する。

②一定温度では一定体積の溶媒に溶ける気体の体積は圧力によらない。

まず、①は割と簡単です。

 

押せば溶ける

これだけです。

 

押せば溶ける

 

これだけなのです!

 

だから圧力が2倍になれば2倍溶ける

のです。

 

問題は②です。

実は、これがヘンリーが苦手な原因で、

この文を丸暗記して問題を解こうとして

撃沈するケースが数多くあります。

 

②一定温度では一定体積の溶媒に溶ける気体の体積は圧力によらない。

は?①で押せば溶けるって言ったやん!!

すごく気持ちがわかります。

 

この文章を一見すると、

①と②が矛盾しているように見えます。

2つめの理由、化学の歴史

あなたがヘンリーの法則で

悩んでいるとしたらそれは、

『歴史』のせいなのです。

 

まず、下の記述をご覧ください。

ヘンリーの法則(ヘンリーのほうそく、英: Henry’s law)は気体に関する法則であり、1803年にウィリアム・ヘンリーにより発表された。

「揮発性の溶質を含む希薄溶液が気相と平衡にあるときには、気相内の溶質の分圧pは溶液中の濃度cに比例する」[1] と定義される。

出典:wikipedia

ウイリアムヘンリー

そして、化学の計算にはなくてはならない、

モル

 

それを導入したのは

ドイツ人の化学者オストワルトなのです。

オストワルト

彼によってモルを導入されたのですが、

彼は1853年生まれなのです。

 

なにが言いたいかわかりましたか?

『ヘンリーがヘンリーの法則を見つけた頃

まだモルが無かった!』


のです。

 

だから、ヘンリーの法則は、

気体の溶解量を気体の体積で

表現せざるを得なかった。

 

なので多くのヘンリーの法則の問題は

未だに気体の溶解量を体積で、

求めろと言わんばかりの問題ばかりです。

 

例えば、

酸素は、水温20℃の水1.0Lに100kPaの圧力下で、標準状態に換算して0.031L溶解する。同じ20℃の水3.0Lに酸素は300kPaで何g溶解するか?

モルが少しもでてこないですよね。

ですが、我々現代を生きる人間は、

「モル」を知っています。

「モル」は体積を聞かれても、質量を聞かれても、すぐに変換できて便利です。そして化学計算の基本は、『モル利用』だということも、様々なところで述べてきました。

 

『モル利用』については、

こちらの記事をご覧ください

 

また、こちらの動画でも解説しています。

他の参考書では、200年以上前のヘンリーの法則を使う、化石のような解法が解説されています。

 

どういうのかを見たければ、

本屋で岡◯の化学とか、

坂◯アキ◯の本とか見るといいですよ。

 

「じゃあどうすればいいのか教えて!」

 

分かりました!

次のセクションですべてを公開します。

混乱の避け方

1つ目の理由や2つ目の理由のような混乱を避けるために何をすべきか?

それは、

モル使えばええんやん!!

です。

先ほど紹介したヘンリーの法則の記述は全て解法には直接使いません。

「でも、ヘンリーの法則にモルがないんじゃないの?」

そうです、下の式がヘンリーの法則を表す式です。

押せば溶ける

ここで

ヘンリーの法則でモルを考える方法

をご紹介していきます。

ヘンリーモル変換公式

ヘンリーの法則の文章をそのまま公式にすればいいんですよ!

ヘンリーの法則は押せば溶けるでしたよね!このときの溶ける量を『モル』にしたいわけですよ!

 

 

Aという気体が溶ける量をnA、Aの分圧をPAとします。

 

nAはPAに比例しますので、nA=kPA(kはヘンリー定数と言います)と書けます。

また、当然ながら、1Lの水と5Lの水で溶ける気体の量はどうなるかと言うと、5倍になりますよね!これから、水の体積にも比例しますので、水の体積をV水とすると

nA=kPAV

という式が書けるわけです!

 

これがヘンリーのモルを求める公式なんです!ここからは全てこの公式に当てはめてまずモルを求めてしまってください

「これ本当にこの公式で良いの?」って思うかもしれません。

「わたなべの妄想の公式じゃねえの!」っておもって使うのが不安になる人も居るかもしれません。

 

大丈夫です!これは実在する解法です!

 

では、この公式を実際に導きだす過程をご覧いただきましょう。証明ではないけど、納得してもらえると思います。

 

 

先ほどもありましたが、ヘンリーの法則は昔濃度で表されていましたね。

そう、これ、

押せば溶ける

そして、この[A]ですが、[A]=nA/V(全)です。

しかし、このL(全)ですが、V(全)=V(水)+V(溶質)ですよね。

 

このV(溶質)というのは、よく考えてください。ヘンリーの法則というのは、『あんまり溶けない気体』が水に溶けるときどれくらい溶けるの?っていうのをまとめた法則ですよ!

 

つまり、V(溶質)はゴミなわけです。だってほとんど溶けてないんだもん。

だから、V(全)≒V(水)としていいのです!これを用いて、ヘンリーの法則を表すと下のようになります!

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この式に両辺Vを掛けると、、

nA=kPAV

このように、導けます。

 

ヘンリーの法則の問題解法

それでは、この公式を用いて、どのように問題を解いていくのか?ここまで読んだだけではまだ使いこなせ端内と思います。

 

では実際に問題を解きながら見ていきましょう。

酸素は、水温20℃の水1.0Lに100kPaの圧力下で、標準状態に換算して0.031L溶解する。同じ20℃の水3.0Lに酸素は300kPaで何g溶解するか?

先ほどの問題です。

『ヘンリーモル変換公式』で問題を解く場合は、

nA=kPAV

このkがあたえられていることは滅多にありません。なので、このkを求めることをまず考えます

水温が一定ならヘンリー定数は一定!となります。これを利用して、問題を解いてみましょう。

こちらの動画でご確認ください。

この動画で解説しているようにステップバイステップで解いていきます。

ステップ①

問題文からヘンリー定数を求める。

ステップ②

まず『ヘンリーモル変換公式』からモルを求める。

ステップ③

モルから求める状態量を求めていく!

この流れになります。

 

ヘンリー定数を求める条件と問われているところを明確に分離する方法

先ほどの問題文でも、ヘンリー定数を求める条件問題で問われている部分に分ける事ができる。

酸素は、水温20℃の水1.0Lに100kPaの圧力下で、標準状態に換算して0.031L溶解する。同じ20℃の水3.0Lに酸素は300kPaで何g溶解するか?

これを区別しておくためにも次のヘンリー表を書いておきましょう!

ヘンリー表

これは、Twitterで実際にブログの読者の方に教えてもらった方法です。

上の表は教えてくれた人が解いていた問題なので、下が今回の問題に関するヘンリー表です。

20℃/O2 水の体積 圧力 溶解量
条件に当たる部分 1.0L 100kPa 0.031/22.4 mol
問われている部分 3.0L 300kPa nmol
ヘンリー表

わたなべめっちゃ教わってます!笑

 

わたなべが教わったこの表にはヘンリーで重要なエッセンスが詰まっています。

 

条件と問われているところが分かりやすいのはもちろんですが、

 

ヘンリーの温度がこの表で定数として扱われているところがいいです。

 

なぜならヘンリー定数は『平衡定数の一種』だからです。

 

 

よって、温度が変わると、ヘンリー定数は一定ではなくなる!

 

 

つまり、ヘンリーの問題では温度が変わる事がないと言う事を理解している表なのです。(高校の範囲であれば)

 

のです。高校のヘンリーの問題は大体温度一定なのは、問題として成り立たなくなるからです。

 

他にもこの方から固体の溶解度を求める表の書き方を教わっちゃったので、それも近日中に公開しちゃいます!

 

こんな感じで何か、お気に入りの語呂があったり、何かいい解法があるよ〜!って言う人は、下のお問い合わせフォームにお知らせしてください!

語呂や解法を教えてくれる人はこちら

もし与えられている気体が混合気体だったら?

例えば、空気だったりすると、空気中のO2がどれくらいとけるか?という問題が出ればどうするか?

 

それは、『分圧』を求めなければなりません。

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これが公式です。

溶ける物質の量(nA)は

溶ける物質の分圧(pA)に比例する

というものです。

なので、空気とかは分圧を求めなければなりません。

空気などは、体積比が

N2:O2=4:1です。

つまりこれで分体積を表す事ができます。

これから分圧も分かります。

分体積と分圧の相互変換する方法はこちらで公開しています!

『分圧⇄分体積相互変換法』

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質問解答コーナー

このヘンリーの法則の解法は、一般的にはあまり知られていなくて、それをうまく使いこなせて居ない人がおおいので、

 

結構質問も集まりました。

 

その質問に対する答えをここに

書いておきます。

1つ目の質問

圧力がわからない場合どうすればいいんですか??

ーの、分圧を求めなさい

のような問題があったら、ヘンリー定数っていつになっても出てきませんよね??どうすればいいですか?

分圧を求めるのに、

n=kPVの公式では、

Pが無いでしょ!

 

っていいたいのかな?

 

この質問に関する答えは、

別に分圧だろうと求められる。

ヘンリーの法則の目的

見誤ってほしくないのは、

ヘンリーの法則の目的

 

これは、

水に溶けている気体を取り出す

ことのみ。

 

しかもモルで、

 

だから、ヘンリーちゃんに

これ以上求めないであげてほしい、

 

ヘンリーは水に溶けている

気体のモルがわかれば、

 

あとは、状態方程式で

P=(nRT)/Vで求められる。

 

2つ目の質問

水温が問題文中で変わってしまったときは、どうすればいいのですか?

そのときはヘンリー定数をとりなおせばいいのでしょうか。

とりなおすことが出来るように出題されるのでしょうか?

これはいい質問です!

 

コメント欄にも解答したけど、

それをもう一回張っておきます。

 

ヘンリー定数と言うのは、

A(気)⇄A(水)と言う可逆反応から

平衡定数をとって、

K=[A(水)]/[A(気)]から出来ています。

つまり、ヘンリー定数は、

平衡定数と同様に温度によって変化します。

そのときはヘンリー定数をとりなおせばいいのでしょうか。>>

ヘンリーの法則て溶質と溶媒分子の相互作用が絡んできますので、分子の大きさとかで複雑な挙動を示します。

量子化学計算による気体分子の溶解度:調和溶媒和モデルによる検討

ヘンリーの法則の温度依存性に関する問題は非常に難しくて、

量子化学計算の手法とかもまだ最適な近似が確立されてません

とりなおすことが出来るように出題されるのでしょうか?>>

おそらく出題はされないと思います。

受験生に学習してほしいのは、

「温度が一定ならば」蒸気圧と溶解量の関係が

記述できるということなので、

大前提を覆すような問題はあまり意味ない

と考えられます。

3つ目の質問

問題:酸素は0℃、100000Paで、1Lの水に49mL溶ける。0℃、500000Paで、水1Lに溶ける酸素は、0℃、500000Paで何mLか。

この問題の答えは49mLですが、ヘンリー定数を求めるやり方では49mLになりません。どうしてですか?

結果的に言うと、

モルで求めようと、49mLに

なります。

 

 

まあ質問すると言うことは、

いいことでブログの解法を

使ってみようとする姿勢がある

ということで

 

 

素晴らしいと思うよ。

 

もし、見ているだけなら、

試してみて、

疑問に思う事をバシバシ

コメントしてください。

まとめ

ヘンリーはモル導入前に生きた人だから、

モルではなく、気体の体積で法則をまとめました。

ですが、

現代を生きるあなたはモルを使えばいい。

そのために使う公式が

『ヘンリーモル変換公式』

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これで一度ヘンリー定数を求め、

求めたヘンリー定数から

モル』を求めましょう!

今日この記事を読んだあなたは、

一度この記事で紹介した問題を

解いてみてください。

これをする事で、

あなたの力になり、

試験場で使える知識になります。

なので、今すぐに、

この問題を解き、

動画を見て答え合わせをもう一回やってください。

また、このようなヘンリーの法則の

解法を使って、入試問題を

解く練習をしていきましょう!

入試問題を解いていくと、

より効果的です。

なのでこのヘンリーの法則の

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76 件のコメント

  • はるか より:

    圧力がわからない場合どうすればいいんですか??
    ーの、分圧を求めなさい
    のような問題があったら、ヘンリー定数っていつになっても出てきませんよね??どうすればいいですか?

    • 受験化学コーチわたなべ より:

      はるかさん>>
      コメントありがとうございます。
      ブログ運営にいかしていきますので、
      また疑問点があればコメントお願いします。




      『圧力がわからない場合どうすればいいんですか??
      ーの、分圧を求めなさい
      のような問題があったら、ヘンリー定数っていつになっても出てきませんよね??どうすればいいですか?』



      まずこの記事の問題文を見てください。

      ①『酸素は、水温20℃の水1.0Lに100kPaの圧力下で、標準状態に換算して0.031L溶解する。』
      ②『同じ20℃の水3.0Lに酸素は300kPaで何g溶解するか?』


      ヘンリー定数を求めさせる問題文
      水に溶けている気体の量を問う問題
      にわかれています。


      そして、「〜の分圧を求めろ」という問題文は、
      ②に属するので、ヘンリー定数自体は求められます。
      ①で求めたヘンリー定数を元に計算できます。


      分圧が問われている場合、
      溶けている気体のモルor質量、
      または、溶けている気体を取り出したときにある圧力下での
      分体積が必要になるので、
      そういう問題が出る可能性は低いと思われます。


      また問われてもモルが分かれば
      状態方程式で変換できます。

  • こま より:

    水温が問題文中で変わってしまったときは、どうすればいいのですか?
    そのときはヘンリー定数をとりなおせばいいのでしょうか。
    とりなおすことが出来るように出題されるのでしょうか?

    • 受験化学コーチわたなべ より:

      こまさんコメントありがとうございます。

      水温が問題文中で変わってしまったときは、どうすればいいのですか?>>


      ヘンリー定数と言うのは、
      A(気)⇄A(水)と言う可逆反応から
      平衡定数をとって、
      K=[A(水)]/[A(気)]から出来ています。


      つまり、ヘンリー定数は、
      平衡定数と同様に温度によって変化します



      そのときはヘンリー定数をとりなおせばいいのでしょうか。>>

      ヘンリーの法則て溶質と溶媒分子の相互作用が絡んできますので、分子の大きさとかで複雑な挙動を示します。


      量子化学計算による気体分子の溶解度:調和溶媒和モデルによる検討

      ヘンリーの法則の温度依存性に関する問題は非常に難しくて、
      量子化学計算の手法とかもまだ最適な近似が確立されてません


      とりなおすことが出来るように出題されるのでしょうか?>>


      おそらく出題はされないと思います。

      受験生に学習してほしいのは、
      「温度が一定ならば」蒸気圧と溶解量の関係が
      記述できるということなので、
      大前提を覆すような問題はあまり意味ない
      と考えられます。

  • あつこ より:

    問題:酸素は0℃、100000Paで、1Lの水に49mL溶ける。0℃、500000Paで、水1Lに溶ける酸素は、0℃、500000Paで何mLか。
    この問題の答えは49mLですが、ヘンリー定数を求めるやり方では49mLになりません。どうしてですか?

    • 受験化学コーチわたなべ より:

      この質問に関する答えは動画にしたので、
      こちらの動画で確認してください。


      ヘンリーは色々面倒な事が多いです。



      質問者さんがおっしゃるように、
      ヘンリーの法則に今回の問題を
      そのままダイレクトに表す法則があります。



      溶解した気体を水に解けていた気体を
      みずを押していた圧力の状態で取り出すので
      あればその体積は一定になる。



      でも、これを考えだすと
      ヘンリーの法則の超根本的な原理原則、
      [A]=kPa
      の『押せば溶ける』と
      矛盾しているように感じて多くの受験生が
      混乱しだす。



      ということから、
      全てモルで計算するように指導しています。



      あと、モル一辺倒攻撃ができれば、
      気体の溶解度の問題は、
      一切頭を使わずに、ワンパターンで解けます。

  • あつこ より:

    ありがとうございました。今動画を見て大変良くわかりました。またよろしくお願いいたします。学校の先生よりも分かりやすかったです。すごいです。

    • 受験化学コーチわたなべ より:

      またどんどんコメントしていってくださいね!

      ヘンリーは俺もメチャクチャ混乱したので、
      気持ちがよくわかったからかもです!

  • ダイコン より:

    ヘンリー定数の普遍的な求め方を教えて下さい。「これ分のこれ」みたいな求め方はあるのでしょうか?もしくは、無いのでしょうか?教えて下さい。

    • 受験化学コーチわたなべ より:

      na=kPaV
      なので、
      k=na/PaV
      です。

  • ぬーん より:

    水1mLに溶解する~って書いてあったらVのところに10の-3乗代入すればいいのですか?

    • 受験化学コーチわたなべ より:

      そうです!ただ俺は1mのまま代入しますね!そしてヘンリー定数を求める時は分数のまま残しておきます。

      そうするとどうせミリは消えるので10-3とか考えなくて済みます

      • ぬーん より:

        なるほど。スッキリしました!
        また質問します(・ω・)

  • 匿名 より:

    その圧力下ときた時もn=kpvに代入すれば良いのですか?

    • 受験化学コーチわたなべ より:

      それは問題によります。

      n=kPVのpは分圧です。

      もし、問題の設定で、圧力○○と与えられていて、気体が1つしかなければ、無条件でその気体の圧力になります。


      しかし、与えられた気体が、もし混合気体ならば、分圧を求めなければなりません。

  • 匿名 より:

    セミナー例題23番
    水素は0℃ 1.0×10^5Paで1Lの水に22mL溶ける

    (1)0℃ 1.0×10^5Pa で1Lの水に溶ける水素はなんmolか

    (2)0℃ 1.0×10^5Pa で1Lの水に溶ける水素の体積はその圧力下で何mLか

    (1)はわたなべ式ヘンリーで解けるんですけど(2)が解けません
    お願いします

    • 受験化学コーチわたなべ より:

      ヘンリーの法則は記事でも言っていますが、
      『溶液から気体を取り出して何モルかを知るためだけの法則』


      なのです。


      それ以降は、ヘンリーの問題ではなく、
      気体の法則の問題です。


      今回は、モルが分かっているなら、
      気体の状態方程式を使って
      V=nRT/Pを解けば、体積が求められます。


      このコメント欄にある質問に似たような質問があります。


      それに動画で答えているのでそちらをご覧いただくと分かりやすいかとおもいます。

  • 匿名 より:

    なるほどです!
    ありがとうございました!
    あとn=kpvにはじめに代入してkを求めるよりも 変形をして
    k=n/pv=n/pv としたほうが簡単じゃないですか?

    • 受験化学コーチわたなべ より:

      そうですね!その方法でいいと思います!

      k=na/PaVで、いいと思います!

  • 匿名 より:

    とても分かりやすくて、早速使ってみようとしたところで、ちょっとした疑問が浮かんだので書かせていただきます。
    n=kPV水 はヘンリーの法則から導かれたものだとは理解しましたが、V「水」となる理由が分かりません。つまり、僕は、モル濃度を「溶液」の体積あたりのモルと認識していたので、自分の中で矛盾が生じています。どう理解したらこの矛盾は解消できますか?

    • 受験化学コーチわたなべ より:

      これはヘンリーが成り立つ条件を考えてください。


      まずヘンリーは物理溶解のみ、そもそも水に溶けにくい物質です。


      つまり溶ける量自体雑魚です。


      さらに、気体の体積がそのまま溶液の体積にはなりません。



      気体の体積は溶液の体積に比べてはるかにでかい、つまり溶解するときはもっと小さくなります。


      なので溶液の体積=水の体積とみなしてオッケーなのです。



      気体の体積は無視しても構わないレベルの体積でしかないのです。


      質問ありがとうございます。
      これも記事に加えておきます!

      • 匿名 より:

        考えてみれば当たり前のことですよね。。。
        でも改めて理解できて良かったです。回答ありがとうございます!

        • 受験化学コーチわたなべ より:

          いえ、そういう細かいところに気付けるのはかなりセンスがいいです。

          こういう説明もしていくブログにしていきます!これからもよろしくお願いします!

  • たまごのひよこ より:

    このブログに出会って、早速今上にあった問題を解いたのですが
    解説を見ると私はヘンリー定数の時点で計算が違っていました。
    n=kPVの左辺は
    どうして気体の状態方程式を用いるのでしょうか。
    49mL溶けるのなら
    49*10^-3/22.4 molではいけないのですか。

    • 受験化学コーチわたなべ より:

      22.4Lって101.3kpaできっちり、気体定数もちゃんと計算した時の体積であって、

      今回100kPaですから厳密には標準状態ちゃいます。


      さらにつぎに500kPaがでてきてそうなったら状態方程式使わざるを得ないわけですし、気体定数がでてきてとんでもない計算量になるのでやめたほうがいいです。


      22.4L/molは「標準状態」と書いていない時は使わないほうがいいです。

  • 匿名 より:

    空気の場合のn-o2の求め方教えてください

    • 受験化学コーチわたなべ より:

      空気の場合はnO2=kPO2V
      つまり空気中の酸素の分圧を求めればできます。
      ヘンリー空気

  • 田中 より:

    なんかヘンリーに対する考え方メチャクチャ変わりました!


    溶液からモルを取り出すだけ!って考えたらめっちゃ簡単に感じられました!


    ありがとうございます!

    • 受験化学コーチわたなべ より:

      そうですね!むしろ重要なのは混合気体なのです!

  • rikindle より:

    質問しようとしたらもう、質問コメントついていたので解決しました!




    めっちゃわかりやすかったです!

    • 受験化学コーチわたなべ より:

      結構コメントも増えて来たのでそれを見てもらうと結構解けます!

      ありがとうございます!

  • 人並み より:

    標準状態に換算ってなんですか?
    また最初の与えられる溶解度がだいたいいつも標準状態に換算して~L溶ける。とかなんですけどこれが標準状態に換算してなかったらどうなるんですか?

    • 受験化学コーチわたなべ より:

      標準状態に換算すると22.4で割ればモルが出るよってことです。
      換算してなかったら状態方程式でモルが出るよってことです。

  • q より:

    なるほど、2個目の定義は
    覚えなくて良いんですね!

  • シャウト より:

    その圧力下ってそもそもどういう状況なんですか?
    全圧とか分圧があってなにがなにだかよくわからなくなるんですが…

    • 受験化学コーチわたなべ より:

      分圧ですね!

  • タラバ より:

    ヘンリー定数は温度が一定ならば、一定だと理解したのですが、
    混合気体中の問題なんかでそれぞれの気体はそれぞれでヘンリー定数を計算しますが、ヘンリー定数というのは温度だけでなく、それぞれの気体の種類によっても変わってくるものなのでしょうか?

    • 受験化学コーチわたなべ より:

      それはあると思います。無極性の分子でも、分枝の運動の仕方が異なったりして、様々な違いが生じると思います。

  • いかすみ より:

    窒素は1.0×10^5Paで37°Cの血液100mLに1.40mgまで溶解する。血液の固形成分は無視できるものとし、原子量はN=14とする。
    水深30mの状態から水面へ急に浮上したとき、血管内で気体となる窒素の体積は何mLか求めよ。ただし、水深30mで血液には4.0×10^5Paの圧力がかかり、空気は血液に溶けて飽和している状態である。水面では血液にかかる圧力は1.0×10^5Paである。また、血液の温度は37℃、血液の体積は4.0Lで、急浮上による変化がないものとする。

    この問題の答えは1.5×10^2mL(有効数字抜きにすると154.38mL)になってたんですが、こいつをヘンリーモル変換公式で解く場合どのように解けばいいか色々試行錯誤してみたのですがわかりません。よろしければ教えてください!!

    • 受験化学コーチわたなべ より:

      問題を解いたりはしませんがいかすみさんがどのように考えたかを言っていただければしてきはしますよ。

      • すいか味 より:

        標準状態に換算してない?ので、PV(溶解量)/RT=kPV(水)=0.1kP
        これとV(溶解量)=1.40m÷28×22.4=22.4m/20=11.2m/10=11.2×10^-4から
        k=112×10^-4/RT
        ゆえに水深30mで血液4.0Lに溶解しているN2の物質量は
        112×10^-4/RT×4.0×10^5×4.0=112×160/RT mol
        水面に出たときに血液4.0Lに溶解しているN2の物質量は
        111×10^-4/RT×1.0×10^5×4.0=112×40/RT mol
        よって血中から気体となって出て行くN2の質量は112×120/RT mol
        PV=nRTより、V=nRT/P=112×120/1.0×10^5=0.1344 L≒1.3×10^2 mL

        と考えました…
        何も理解してないクソ解答だと思います。すみません。

        • 受験化学コーチわたなべ より:

          条件文と色々ごちゃごちゃになっていると思います。
          まず最初のモルはがなぜか状態方程式で求めていますが、今回gで与えられているので分子量で割れば条件式の溶解量がわかるのでヘンリー定数はすぐにわかるはずです。

          • すいか味 より:

            今早速やってみたところk=m/10^5・2となり数値がさっぱりと合いました!!ありがとうございます。
            質問ですが、モル変換公式でkを求める際の左辺の物質量は標準状態に換算したLが書いてたら22.4でわって導出、Lは書いてるけど標準状態に換算したと書いてなかったら状態方程式で導出、gや個数であれば問答無用で状態方程式とか考えず普通に分子量やアボガドロ定数でわって導出してしまえばOKですか?

            • 受験化学コーチわたなべ より:

              そうです。ただ、この文章からは、ヘンリーのときは特別な事をしていると言う雰囲気が感じられますが、別にただモルを求めているだけです。
                 
              間違っていないけど考えのずれを感じます。
                 
              こちらをお読みください。
              理論化学計算で意識する2つのこと

              • すいかみ より:

                昔の僕が意味わからん質問してしまってすみません。本当、どんな問題も結局はモル利用・モル比ですね。現在わたなべさんのブログ見ながらセミナーがつがつやってます。化学は計算問題がクソ意味不明で苦痛でしかなかったんですが、今は発展問題もサクサク解けてたのしいです。本当にありがとうございます!!

                • 受験化学コーチわたなべ より:

                  おお!良いですね!その調子で頑張ってください!

  • さきっちょ より:

    [A(水)]=nA/V水=kPA の式がよくわかりません。どういう意味なんでしょうか?

    • 受験化学コーチわたなべ より:

      [A(水)]はモル濃度です。水に溶ける濃度は、kPaです。kは比例定数です。なのでPaというモル濃度に比例します。

      • さきっちょ より:

        基本的な質問に丁寧な対応ありがとうございました。

        もう1つなんですが、混合気体の問題を解いているのですが、このような問題の考え方はどうしたらよいのでしょうか。ヘンリー表の書き方もイマイチです。

        窒素は40℃、1.0×10^5Paにおいて水1.0Lに5.5×10^-5mol溶ける。40℃で1.0×10^5Paの空気が水に接している時、10Lの水に溶解している窒素の質量は何gか。ただし、空気は窒素と酸素が体積比4:1の混合物である。

        • 受験化学コーチわたなべ より:

          まず分圧に比例するので分圧を求めることから始めましょう。
          ヘンリーの法則の圧力は、分圧です。

          • さきっちょ より:

            返信ありがとうございます。
            体積比から窒素の分圧が8.0×10^4Paと出せました。

            それでヘンリー表の条件の部分は体積1.0L、圧力8.0×10^4Pa、溶解量5.5×10^-4molで、問われてる部分は10L、8.0×10^4Pa、n molでいいんでしょうか??

            答えが合わなくて悩んでいます。

            • 受験化学コーチわたなべ より:

              いや、条件式は窒素だけの話ですので、1.0×105Paです。条件式では空気とは書かれていません。
              そして求めるときは空気なので窒素の分圧を求めなければならないのです。

  • こう より:

    こんにちは
    質問です。

    200mlの炭酸飲料を0℃、100KPaの二酸化炭素で開栓すると、二酸化炭素が86ml出てきた。開栓前の炭酸飲料の二酸化炭素の圧力を求めよ。 ただし、0℃、100KPaで水1mLに二酸化炭素は1.72mLとけるものとする。

    これが問題集の解法ではわかるのですが、わたなべ公式だとわかりません。質問欄もみたのですがダメでした。
    お願いします。

    • こう より:

      動画  ヘンリー法則に期待するな!  をみたらわかりました。

      自分は式を立てる順番と代入の仕方が間違っていました。

      • 受験化学コーチわたなべ より:

        そうなんですね!良かったです!

  • りりぃ より:

    質問させていただきます。

    CO2 の純水に対する溶解度
    (標準状態に換算した値)
    10°C 1.2L

    10°C 1.0×10 5乗Pa において
    フタが付いた容器に純水1Lを入れた。

    この容器にCO2を6.4L入れた。

    しばらく放置するとフタが下がり
    平衡状態に達した。

    このとき CO2の体積は 5.2Lになった。

    この後 10°Cに保ったまま圧力を
    2.0×10 5乗 Pa にして放置すると
    CO2の体積が X Lになった。

    10°C 2.0×10 5乗 Pa のとき
    CO2の体積は 1.24L というところまでは分かりましたが、
    解説では この後
    10°C 1.0×10 5乗 Pa に換算して
    最終的には
    (6.4-2.48)×1/2 ≒ 2.0L (答)

    となっています。
    何故 1.0×10 5乗に換算するのか
    よく分かりません。

    もし先生流の別の解法があれば
    教えていただきたいです。

    • 受験化学コーチわたなべ より:

      解法というより、
      その問題が何を問われているかによりますよね。

      その問題が、1.0×105Paのときのの事を聞かれているとしたら、
      換算する必要は在ります。


      このコメントに書かれている内容だけでは、なぜ、1.0×105Paに換算するのかはわかりません。

      • りりぃ より:

        問題文は上記の内容しか
        書いていないんです…汗

        1番冒頭に 『1.0×10 5乗Paにおいて』と書いてあるから でしょうか?

        あと何故最後 1/2にしているのかが
        わかりません

        • 受験化学コーチわたなべ より:

          ごめんなさい、それならちょっとわからないです。


          それは1.0×105Paに換算したからです。

  • ゆりか より:

    わたなべさんの解き方を見て思ったのですが、
    標準状態に換算すると、
    溶解する気体の物質量=(体積は何倍に増えたか)×(圧力は元の何倍になったか)×(最初の物質量)
    と、捉えていいですか?
    分かりにくくて申し訳ないです。

    • 受験化学コーチわたなべ より:

      いや、そうとらえない方が良いでしょう。
      混乱すると思われます。

  • たかなみ より:

    ヘンリーの公式をmolで解釈し、またヘンリーの条件を表をかいて書き込むだけでこんなに簡単にもとまるなんて本気で感動しました。これまでは重問の解説を読んだりヘンリーがわからなくて学校の先生に質問したりしたのですが、なんか計算が面倒だなぁと完全に納得できてませんでした。本当にありがとうございます!他の分野のところも学ばさせていただきます!

    • 受験化学コーチわたなべ より:

      ありがとうございます!
      これからもお願いします!

  • こんにちは より:

    水xmlに溶ける気体の体積が、標準状態に換算されてない場合は、どうすれば良いのでしょうか?

    • 受験化学コーチわたなべ より:

      状態方程式で求めてみてください!

  • 受験大変 より:

    わたなべさんが説明の時に挙げてた例題で100kPaを公式のpのところにそのまま代入していらっしゃったんですが100000pに直して計算しなくていいんでしょうか?そもそもヘンリーの法則のpの部分の単位はkPaということでしょうか?

    • 受験化学コーチわたなべ より:

      直さなくてもいいです。両辺kPa使えば約分されるからです。

  • お願いします より:

    ヘンリーの法則の質問の動画で

    左辺のモルを気体の状態方程式で表すときに気体定数を使ってましたが、与えられてないときでも8.3×10^3使ってよいのでしょうか?

    • 受験化学コーチわたなべ より:

      消えるな〜と思っていたので使いました。Rと置いておけば良いと思います。

  • とんねる より:

    質問とかじゃないんですが、あまりにも分かりやすくて興奮してます。笑

    今まではこうヘンリーの法則だけ教えられて、
    結局受験でどう使うん!?って思ってたんですけど、これみて色々納得しました。

    ありがとうございます!助かりました!

    • 受験化学コーチわたなべ より:

      ありがとうございます!励みになります!

  • チンパン より:

    コメント失礼します。
    このような複雑な問題はこの公式を使えば楽だとわかったのですが、
    単純な問題は公式を当てはめたほうがいいですか?(分圧が一定など〕

  • ちーず より:

    コメント失礼します。 
    質問3の問題にて、最初の段階でnを求める際にPV=nRTのVに「49ml」と代入していましたが、単位は[L]だから「49/1000L」ではないのですか?
    初歩的な質問ですがよろしくお願いします。

    • 受験化学コーチわたなべ より:

      mLであえて計算しています。49/1000は計算がしにくいです。補助単位の部分を御覧ください

      • ちーず より:

        回答ありがとうございます。
        mLで計算をしたら答えが合わなかったため上記の質問をしましたが、計算ミスをしていました。
        大変失礼しました。
        補助単位とても参考になりました、すごく便利です!

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