気体の密度について

ヘリウムの標準状態での密度が与えられていて、温度と圧力がことなるときの密度を求めたいのですが、密度は何に使うのでしょうか？状態方程式をつかって、

pV=nRTでn=w/Mだから、密度はw/Vで与えられて

w/V=pM/RTで右辺の値は全てわかっているから、密度は必要ないと思うのですが・・・それとも、分子量を4とせずに、密度を用いて分子量を求めるのでしょうか？

No.2 ベストアンサー 回答者： w-palace 回答日時： 2005/11/28 09:57

密度が与えられているということは、それを使って計算しなさいという意味です。

つまり、温度(K)が２倍になれば、密度は２分の１になるし、圧力が２倍になれば密度も２倍になるといった関係を利用して計算しなさいという意味です。

＞pV=nRTでn=w/Mだから、密度はw/Vで与えられて・・・
確かにその通りかもしれませんが、その計算をする必要はありませんよという意味です。また、その計算結果とは違う値が、密度として与えられているかもしれません。そうなると、指示通りに計算しないと結果が異なってきますし、場合によっては誤答とされる場合もあるでしょう。

No.1 回答者： ency 回答日時： 2005/11/28 02:07

標準状態の密度 d0 が与えられているのであれば、

　d0 = w/V0
⇒ w = V0/d0

から、まず質量が求まりますよね。
# 標準状態の体積は V0 = 22.4L ですよね。

そして、温度と圧力がそれぞれ T1、P1 に変わった場合、ボイル・シャルルを使って

　(P1 V1)/T1 = (P0 V0)/T0
⇒ V1 = (P0 V0)/T0 × T1/P1

から、そのときの体積 V1 が求められますよね。
# 標準状態の温度 T0、圧力 P0 は…わかりますよね？

そうすると、そのときの密度 d1 は

　d1 = w/V1

となります。

pV=nRT が成立するのは「単原子分子の理想気体」という条件がついた場合のみです。
ヘリウムですので、単原子分子の部分はクリアしていますが、理想気体を仮定して良いかどうかが不明です。
それに対して、ボイル・シャルルは一般に成立…したはず。。。(たぶん…(？))

…そういうことじゃ、ありませんでした？