気体

蒸気圧から分子量、蒸気の液化の問題

2015年1月11日 12時51分




問1
a
  37℃でちょうど液体がなくなった訳ですから、
  化合物Aについて、
  蒸気の圧力は飽和蒸気圧の2.57×10Pa、蒸気の体積は0.5L、蒸気の質量は0.77g です。
  これを、状態方程式 PV = wRT/M に代入すると、分子量Mが求められますね?
  M = wRT/PV
    =0.77×8.3×10×310/2.57×10×0.5
    ≒154.2
答[1]②


  20℃で気体になっている化合物Aの質量wは、状態方程式を用いて
  w = MPV/RT
    = 154 × 1.21 × 10× 0.5/8.3 × 10× 293
    ≒ 0.38g
  よって、液化した化合物Aは
  0.77-0.38 ≒ 0.39g
  
  ∴液化した化合物Aの割合は、
  (0.39 × 0.77) × 100 ≒ 50.6%
答[2]②
  20℃のAの飽和蒸気圧が1.21×10Paなので、
  仮にですが、37℃→20℃の液化分を圧力で示してあげると
  2.57×10-1.21×10=1.36×10Paです。
  ですから、液化分の割合は
  (1.36×10/2.57×10)×100 でいいんじゃない!?
  これで計算すると、約53%となり答が違ってます・・・
  このやり方スムーズでいいと思ったのに・・・
  気づきましたか?
  そうです。温度が変化しているんですね。
  上の計算では、温度変化が圧力に反映されていないんですね。
  ここからは一般的ではありませんが、
  圧力の値を温度変化に対応した値に変えてやってみましょうか?
  37℃での2.57×10Paは、20℃では2.57×10×(293/310)≒2.43×10Pa
  この値を用いて37℃→20℃の液化分を圧力で示すと
  2.43×10-1.21×10=1.22×10Paです。
  ∴液化分の割合は
  (1.22×10/2.43×10)×100≒50.2% となりました! 
  (概数値で計算を続けているので、先ほどの答と少しずれていますが、
  やり方は正しいです!)