モル分率を介して気体の平均分子量と分圧を関連づける解法

こんにちは。

今日のこの記事はとんでもなく

重要な事をお話しする事に

なります。

 

 

タイトルの通り、

気体分野で入試問題を解く上で、

絶対に必要な重要なことです。

 

これは絶対に知っておかないと

いけません。

 

なぜなら、

直感的に思い浮かぶような

事ではないからです。

 

知識として、そして

テクニックとして知っておく必要が

あります。

 

これを知らないと、

気体の量計算の問題で

一切手がつかない状態になり、

ただ試験時間が終わるのを待つだけ、

 

結果は不合格、、

どうする事も出来ない、、、

 

 

そんな状況になってしまいます。

 

 

なので、必ず身につけておいてください。

 

分圧、モル分率、平均分子量の関係性

例として酢酸の気体状態を考えます。

酢酸の気体状態は、

酢酸同士が水素結合で、引き合い、

酢酸の二量体を作ります。

上のようなものを二量体と言います。

 

この二量体は２つで１つの分子、

の用に扱います。

 

つまり、

酢酸の分子量は６０で、

 

二量体は１２０になります。

 

 

また、酢酸は全てが気体状態で

二量体になっているわけではないので、

普通に酢酸のままの分子もあるわけ

です。

 

 

だから、その気体の中で、

『平均分子量』というものを

求める事が出来ます。

 

 

平均分子量は空気などでよく

求めさせられた事ありませんか？

 

空気は、大体

窒素が80%酸素が20%だから、

28×0.8+32×0.2＝29

 

だから、空気の平均分子量は

29です！

 

 

という風に習いませんでしたか？

 

「は、それは知ってるけど、

分圧とどう関係があるんだよ！」

と思われているでしょう。

 

 

ちょっと待ってください。

もうすぐからんできますから！

 

今、空気で計算しましたが、

それの計算をもう一度見直してみましょう。

 

このように、空気中の割合という

のは、空気と言う混合気体での

『モル分率に他なりません』

 

 

今、ここまでで、

『平均分子量』

↓

『モル分率』

の関係まで分かりました。

 

 

そして『モル分率』と『分圧』は

何か関係していた事を覚えていませんか？

 

 

そうです、下の関係です。

分圧＝モル分率×全圧

 

この関係があります。

 

モル分率（混合気体中の

その気体の割合）がわかれば、

 

混合気体の全圧中の

分圧の大きさも分かるのでした。

 

数式にするとこうなります。

は全圧です。

 

そして、気体Aのモル分率がXaで

表されているのが分かりますね。

 

これによって

『モル分率』

↓

『分圧』

 

の関係性があるということが

わかりましたね！

 

ということで、

『平均分子量』

↓

『モル分率』

↓

『分圧』

こいつらの関係性があることが

分かります。

 

 

言葉で覚えるなら、

平均分子量はモル分率を介して分圧と関係する！

 

これは重要すぎます。

 

例えば、このような問題

でこの事を知らないとその時点で

終わりです。

 

なので、確実にこの記事を

読み直して、マスターしておいて

ください。

 

 

それでは最後まで読んでいただきありがとうございました。