はじめまして。
以下について計算方法をご存じの方、どんなことでも良いので情報を下さい。

「大気窒素」(大気から酸素と二酸化炭素と水蒸気を除いた気体)と「化学窒素」(酸化窒素の還元などの化学的方法で得た気体)には密度差が0.5%ある。この求め方は?

A 回答 (2件)

changxc4さん、こんにちは。



大気窒素と、化学窒素の間の密度の差は、
大気窒素に含まれる、アルゴンのせいです。

このことは、約100年前に、レーリーとラムゼーによって発見されました。

彼らは、大気窒素(大気-O2-CO2-H2O)の中に
アルゴンが含まれていることを突き詰めました。
その方法は、大気窒素から、窒素を、徹底的に除去し
残った気体の密度を測り、その分子量を40と決定したのです。
また、比熱の測定から、単原子分子であるということも、分かりました。
それゆえ、原子量が40ということになったのです。

さて、計算方法ですが、
乾燥大気の組成(乾燥とは、水蒸気が入っていない)

窒素   78%
酸素   21%
アルゴン  1%

ということになっているみたいですから、
同一体積での重さを比べてみればいいと思います。

大気100から酸素21を引くと、大気窒素79(窒素78+アルゴン1)
ですが、その重さは

78×14×2+1×40=2242

一方、同じ体積79の化学窒素の重さは、

79×14×2=2212

ですので、
{(化学窒素の重さ)/(大気窒素の重さ)}×100

=(2212/2224)×100=99.46%

となり、化学窒素は、大気窒素の約99.5%の密度であることが分かりました。

大気窒素は、アルゴンは入っている分だけ、化学的に合成された純粋な窒素よりも
密度で0.5パーセント大きいということになると思います。

参考URL:http://www-cc.gakushuin.ac.jp/~chem-www/exam99.htm
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この回答へのお礼

丁寧なご回答、ほんとうにありがとうございます。

てとも分かりやすく解説していただき、助かりました。

体積の比較をどうするかという点で詰まっていました。

おかげですっきりしました。

ありがとうございました。

お礼日時:2003/07/20 16:33

大気中にはアルゴンが約1%混ざっていますから,


これからすぐに計算できます.

レイリーとラムゼーがアルゴンを発見したのは,
この実験事実から出発したものです.
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この回答へのお礼

ご回答、ありがとうございます。

もしよかったら、具体的な計算過程を記載していただけると助かります。

よろしくお願いします。

お礼日時:2003/07/20 14:51

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