飽和蒸気圧の問題に関する、
問題です。
普通の参考書で勉強している人は、
まあ出来ないと思いますが、
おそらくこのブログで勉強している
あなたは出来る事でしょう。
この蒸気圧に関する説明は↓で
『飽和蒸気圧とは、状態図と蒸気圧の関係と入試問題の解法集』
このブログで提唱しているのは、
とにかく
『気体になれるかは状態図に聞け！』
ということです。
この状態図の使い方をこの問題を
通してきっちり定着させて行きましょう！
（1983年 金沢大）
この問題の方針
蒸気圧の問題は、もちろんですが、
『気体の問題の一種』なので、
余裕で図を書きます。
そして、水素、酸素、水蒸気など
混合気体と言えます。
なので、『仮想分離』します。
仮想分離するときは、
・分圧を使うか
・分体積を使うか
という選択があります。
このときの決め方が、この問題の変化を
図にして状態方程式PV=nRTで一定な物
を殺して決めるのでした！
図は後ほど書きますが、
今回の問題はP,T一定
(45.8℃・100kPa)でH2を
燃焼させる問題である。
これより使える式はV=knなので、
モルに比例するのは、分体積！
だから、今回の問題で使うのは、
分体積です！
量計算もモルを使うと非常に厄介なので、
必ず分体積を使いましょう！
またこの問題文に下線を引いたところが
ありますが、
これは、Paではなく、kPaを使いましょう！
1.0×105Pa=100kPaを使いますし、
気体定数Rは、
8.3×103Pa・L/(mol・K)=8.3kPa・L/(mol・K)
と言うように、可能な限り10nを
減らしましょう！
①V3(V(O2)=3mL)
以前混合気体についての解説コンテンツで、
お伝えしましたが、分圧⇔分体積の変換が
必要な問題が難関大で出ますと
言いました。
今回もそのパターンを用います。
今回もちろん、分体積で計算しますが、
厄介な事に、
『分圧』を知らないと蒸気圧曲線との
比較が出来ませんよね！
だから分体積から分圧に変換
しなければならないことがあります。
このような図は覚えていますね。
このように、
P,T一定、V,T一定で混合気体を分けて、
水同士を気体の法則で繋げます。
PV=nRTのうちn,Tがいっていなので
Rとまとめて、
PV=k(ボイルの法則）をつかいます。
これより、
100kPa×6mL=x×100mL
これより、
x=6kPa
これを状態図に判定してもらいます。
飽和蒸気圧は10kPaなので、
x=6kPaは余裕で全て気体になれます。
だから、6mLは全て気体になっていますので、V3=100mLと言えます。
解法を動画でまとめました
②V50(VO2=50mL)
③V80(VO2=80mL)
仮想的に気体にしたとしたときの
分圧が蒸気圧を超えて、
そして、気体になれる空間があるとき、
『蒸気圧の分だけ気体になれる』のです。
どうでしたか、
おそらく苦手だった人ももう簡単だと
思えるのではないでしょうか？
この問題はメチャクチャ重要な
良問だったので、何度も解き直して下さい！
それではありがとうございました。
