蒸気圧

【質問の答えについて】

この質問の答えはわかりません。

蒸気圧です。

問1がわからないです。

 

勉強レベル6 on 2019年1月11日 の質問 化学に関する質問.

こんにちは、NoSchoolです。

 

1つではなく複数の問題に対する質問やご自身の考え方などの記載がないと回答がつきにくいです。

質問ですが、以下の内容をお書き頂ければ、より良い回答があると思います。
コメント欄にて、追加でお書きくださいませ。

 

・ご自身で考えられた考え方など(答えと合っていなくても考察があればお書きください)

・具体的にどこが、どのようにわからないのかなど

 

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NoSchool

on 2019年1月12日.
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かるび
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水の飽和蒸気圧とは、

液体の水 ⇌ 水蒸気

の平衡状態において、気液が共存している系での水蒸気の圧力を指します。

簡単に行ってしまえば、液体が蒸発しきれず、水蒸気と共存した状態の、蒸気圧と考えてください。

(ア)

47℃における水の飽和蒸気圧1.0×10^4 Pa、5 Lを飽和水蒸気で占めたときの質量は0.34 gです。

文章より、いま真空下の容器A(5 L)に水0.88 gが入ります。

5 Lを飽和水蒸気で占めるのに必要な質量は0.34 gですので、

0.88 – 0.34 = 0.54 g

は、水蒸気とならずに液体の水として残るわけです。(なぜなら、0.34 gで「飽和している」ため、これ以上蒸発したくともできません)

すると、飽和蒸気圧以上に容器内の蒸気圧が上昇することはないので、Aの圧力は1.0×10^4 Pa です。

(イ)

次はA、Bあわせて10 Lの体積を占めることを考えます。

(ア)の条件から、さらにもう5 Lだけ飽和水蒸気で占めるのに必要な質量は、合計で

0.34 × 2 = 0.68 g

です。

これは、(ア)でAに入れていた0.88 g よりも少ないため、やはり

0.88 – 0.68 = 0.20 g

は、液体の水として残ります。

飽和蒸気圧以上に容器内の蒸気圧が上昇することはないので、A、Bの圧力はともに1.0 × 10^4 Pa です。

(ウ)

文章の意味は、Bにはいっている水蒸気のみ除去し真空にして、再び(イ)と同じ条件に戻す、ということです。

B(5 L)は飽和状態にあるため、ここに入っている水の質量は0.34 gです。

これを、(ア)で入れた水の質量から引くと

0.88 – 0.34 = 0.54 g

つまり、0.54 gの水をA、Bで分け合う、というわけですね。

A、Bの総体積は10 Lですので、これを飽和蒸気で占めるためには

0.34 × 2 = 0.68 g

必要です。

しかし、いま0.54 gまで水が減ってしまったため、この系は飽和水蒸気では満たせません。

つまり、すべての液体が気体へと変化します。

このときの蒸気圧は、比例計算できて、

0.68 : (1.0 × 10^4) = 0.54 : P

P = 7.9 × 10^3 Pa

となります。

(エ)

水蒸気のみが残っている条件(飽和状態にない条件)で、また(ウ)と同じ操作を繰り返します。

A、B内には同じだけの質量の水蒸気が存在する(体積が同じだから)ので、このうちBのみ除去すると、質量は半分になります。

つまり

0.54 / 2 = 0.27 g

だけ水が残ります。

これをまたA、Bで分け合うので、また圧力を比例計算して

0.68 : (1.0 × 10^4) = 0.27 : P

P = 4.0  × 10^3 Pa

となります。

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