No.1ベストアンサー
- 回答日時:
示強変数で自由に選べるのがいくつかというのが相律です。
F=C-P+2となります。1.ドライアイスと炭酸ガスの系では(独立)成分は1で、相数は2ですから自由度F=1-2+2=1です。その許された自由度で1気圧と一つの変数をFixしてしまったので、残る自由度はゼロになります。
2.こちらの独立成分の数は水とNaClですから2です。相数は固相と液相で2です。よって自由度F=2-2+2=2です。35℃と一つの変数を決めたのでもう一つの自由度が残ります。
今の例では圧力Pあるいは溶液のNaClのモル分率を選ぶことができます。圧力と飽和溶液のモル分率はリンクしていますから、どちらかを決めれば他方は決まりそこで自由度はなくなります。変化させるとして圧力を選ぶとして加圧を考えると圧縮率が
κ=-(1/v)(∂v'/∂p)_t...(1)
ですからκが圧に依存しないとすれば
v'(T,P)=v'(T,0)(1-κP)...(2)
となります。従って
(∂μo(T,P)/∂P)_t=v'(T,0)*(1-κP)
です。ここでv'は理想溶液の成分(今はNaCl)の部分モル体積、v'(T,0)はNaClの温度Tにおける部分モル体積を圧力ゼロに外挿した値です。これを積分して
μo(T,P)=μ*(T)+P*v'(T,0)*(1-(1/2)κP)...(2)
となります。μo(T,P)は仮想的にNaClが純液体だったときの化学ポテンシャルです。従って溶液中のNaClの化学ポテンシャルは
μl(T,P)=μ*(T)+P*v'(T,0)*(1-(1/2)κP)+RTlnx...(3)
となります。xは溶液中のモル分率です。固体のNaClのκは溶液よりずっと小さいと仮定すればこれを無視して(2)に倣った式を書けば
μo"(T,P)=μ*"(T)+P*v"(T,0)...(2)'
となります。固相の化学ポテンシャルは(2)'そのものです。(3)と(2)'を等しいとおけば
μ*(T)-μ*'(T)+P*(v'(T,0)*(1-(1/2)κP)-v"(T,0))=-RTlnx...(4)
となります。両辺をTを固定してxで微分すれば
(v(T,0)'*(1-(1/2)κP)-v"(T,0))*dP/dx+P*v'(T,0)(-(1/2)κdP/dx)=-RT/x
dP/dx[v'(T,0)*(1-κP)-v"(T,0)]=-RT/x...(5)
ここでv'(T,0)*(1-κP)-v"(T,0)は固相から液相に移るときのモル体積変化ですからこれをΔvとおけば
(dP/dx)*Δv=-RT/x
dx/dP=-xΔv/RT...(6)
です。温度を35℃にしたとしても圧を変えれば(6)に従って溶解度が変化します。濃度を指定すれば対応する圧が自動的に決まります。
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
似たような質問が見つかりました
- 中学校 中2(化学変化と物質の質量)の問題です 1 2022/07/04 11:19
- 食生活・栄養管理 この飲み物は消化に悪いですか 1 2022/09/28 15:56
- 化学 (1) うすい塩酸30mLを入れたピーカー全体の質量をはかったところ, 135.0gであった。 (2 2 2023/08/07 00:47
- 警察官・消防士 危険物取扱者免状甲種所持で扱える危険物一覧のようなものはありますか? 2 2022/09/28 20:33
- 化学 化学の反応についてです。本当にばかで分かりません。 1 2023/01/06 19:38
- 化学 二酸化炭素と水酸化ナトリウムの反応で 炭酸ナトリウムのみができるとして計算します。 炭酸水素ナトリウ 2 2022/11/28 12:43
- 化学 化学基礎 中和滴定の溶液の体積の変化について 3 2022/09/26 17:05
- 化学 残留塩素入りの水道水に、酸性の粉末を入れてもいいの? 4 2022/04/27 15:11
- その他(悩み相談・人生相談) 酸塩基平衡にはなにが関与しているか教えてください。 選択問題で、 ・鉄は酸塩基平衡にかかわる。 この 1 2022/10/10 12:08
- 食生活・栄養管理 「和食は健康に良い」という意見についてどう思いますか?ちなみに僕は嘘だと思っております。 9 2023/05/13 13:23
このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています
おすすめ情報
このQ&Aを見た人がよく見るQ&A
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
おすすめ情報