高校化学 気体の溶解度 酸素は27℃、1.01×10^5Paのもとで、1ℓの水に33㎖溶ける。この温

高校化学 気体の溶解度

酸素は27℃、1.01×10^5Paのもとで、1ℓの水に33㎖溶ける。この温度における酸素の溶解度を求めよ。

解答0.030㎖/水1㎖

計算過程において、27℃から0℃に換算する理由が知りたいです。宜しくお願いします。

質問者からの補足コメント

• 1.01×10^5Paの気体が溶媒と接しているとき、溶媒1㎖中に溶け込む気体の体積㎖は標準状態に換算して表す。との情報を見つけました。

  
    補足日時：2017/12/15 13:57

• しかしこの温度、ということは27℃における溶解度という事であり、解答にあるような0℃に換算することは考えられないのでしょうか？
  
  この問題、解答が間違い(問題としてナンセンス)であるかどうかの回答を頂きたいです。
  宜しくお願いします。

    補足日時：2017/12/15 14:01

No.1 回答者： Zincer 回答日時： 2017/12/15 12:47

＞酸素は27℃、1.01×10^5Paのもとで、1ℓの水に33㎖溶ける。

この温度における酸素の溶解度を求めよ。
問題の意味が不明です。
27℃（この温度）においては
「33ml／水１L」としか答えようがありません。
単位を変換しても、「0.033ml／水１ml」です。
「27℃で１Lに溶ける酸素の、０℃の時の体積は？」であれば、「30ml」になるので解答のような数値は出てきますが、「温度が0℃の時の溶解度」とは全く別の物であり、この数値に何の意味もありません。
重要な条件が抜けていませんか？

No.2 ベストアンサー 回答者： Zincer 回答日時： 2017/12/15 14:36

失礼しました。

気体の溶解度がそのように定義されているのですね。
（言い訳：てっきり１L中かと記憶していました。）
では、前回の回答を少し書き換えると、
「27℃で１mlに溶ける酸素の体積[ml]を、標準状態（０℃、1.01×10^5Pa）での体積に換算した値」
が、その温度での「（気体の）溶解度の定義」だからになりますね。

＞計算過程において、27℃から0℃に換算する理由が知りたいです。
「ヘンリーの法則」はご存知ですね。
ある温度で溶解する気体の体積は圧力に関係なく一定となります。つまり圧力を変化させても、溶解する気体の体積は変化しないのです。
（勿論、物質量に換算すると圧力によって変化しています。）
では、なぜ０℃の時に換算しないといけないのか（質問の本題）について。
気体の体積が温度によって変わることはご存知ですね。
「その時の温度」での体積で定義すると、溶解する量を直接比較出来ないからです。
一定温度の時の体積で定義しておけば、直接比較でき、「どの温度でどれくらいの量溶けるのか」を考えやすくなります。そこで「標準状態」での温度を採用したのでしょう。

っと、書いている内にもう１つの補足がついたみたいですが、ご理解いただけましたかね。
分からない点があれば補足してください。

この回答へのお礼

理解できました。
分かりやすかったです。ありがとうございました。

お礼日時：2017/12/15 15:40