高校化学IIの分圧の法則

亜鉛に希硫酸を加え、発生する水素を水上置換で捕集すると、1024hPa、27℃でその体積は0.416リットルとなった。27℃の水の蒸気圧を35.7hPaとして、発生した水素の物質量を求めよ。
水上置換と分圧の問題です。教えてください。

No.2 ベストアンサー 回答者： sanachi3544 回答日時： 2005/10/10 16:29

こんにちは。

亜鉛に希硫酸を加えたときの反応式は次のようになります。
H2SO4+Zn→ZnSO4+H2↑

水上置換で水素を捕集している試験管内には水素と水蒸気があると考えます。（水蒸気は水が蒸発していると考えると簡単です）

試験管内の圧力は1024hPaだということなので、この圧力で水素と水蒸気があります。水の蒸気圧が35.7hPaなので水素の蒸気圧は分圧の法則より
1024-35.7=988.3hPa
となります。
水素を理想気体と仮定すると状態方程式が適応できます。
PV=nRT⇒n=PV/RT
P[Pa] V[l] n[mol] T[K]
☆ここで、R=0.082[atm・l/mol・K]とします。

題意よりP=1024×10^2、V=0.416×、R=0.082、T=(273+27)=300を代入して
n=(1024×10^2/101325×0.416)/(0.082×300)=0.017mol
となります。

No.3 回答者： sanachi3544 回答日時： 2005/10/10 16:30

すみません。

Pの単位が違っていました。
P[atm]です。計算はあっています。

No.1 回答者： te102467 回答日時： 2005/10/09 16:03

水上置換法の場合、捕集する集気ビンの中は飽和水蒸気量に達していると考える。

よって、集気ビンの中には水素と水蒸気という二種類の気体がある。
分圧＋分圧＝全圧より
水蒸気の分圧（35.7ｈPa）＋水素の分圧（未知）＝全圧（1024hPa）
よって上の式から、水素の分圧＝988.3hPa
あとは気体の状態方程式に代入（PV＝ｎRT）して、
ｎ＝　の形にすれば出てくる。