プロが教える店舗&オフィスのセキュリティ対策術

窒素ガス0℃、2気圧(202.6kPa)で容積は15Lであった、気体の状態方程式を使いこの窒素ガスのモル数nと重量gを求めよ。(計算経過も記入の事)
解き方を教えてもらえないでしょうか?
すごい困っています

A 回答 (3件)

<理想>気体の状態方程式は、気体の圧力をp、体積をV、


モル数をn、気体定数をR、そして温度をTとすると
 pV = nRT        (1)
で与えられる。

1モルの気体は標準状態(0℃、1.0気圧)下で22.4Lの体積を
占めるから(1)式より
 1.0x22.4 = 1xRx273      (2)

他方で<ガス0℃、2気圧(202.6kPa)で容積は15L>ならば
「温度Tが変わらないとして」←大切、質問文には欠けている!?
 2.0x15.0 = nxRx273       (3)
となる。

(3)式÷(2)式から
 n = 2.0x15.0/1.0x22.4 = 30/22.4 = 1.34 モル

1モルのN2の分子量を乗ずれば重量gが求まる。


質問文は不完全です。「温度Tが変わらないとして」または
「変化は等温的である」が無いと答えは出ません。
圧縮されて温度が上昇したら、(3)式の温度は273+⊿T
(ΔTは温度上昇分)となり答えは求まりません。
    • good
    • 0

圧力も温度も体積も与えられてるわけですよね。

なら状態方程式からモル数が簡単に求められますし、そうすれば「それだけのモル数の窒素は何グラムか」も求められます。
    • good
    • 0

何が、どこが分からないのですか?


何に「すごい困っています」なのですか?


単に「標準状態」(圧力が1気圧)に換算して、そのときの体積で mol 数を求めればよいだけです。
モル数が決まれば、mol 質量(=分子量)から質量が求まります。

1気圧(= 1013 hPa = 101.3 kPa)のときの体積を V [L] とすれば、温度も物質量も変わらないので、
 202.6[kPa] * 15[L] = 101.3[kPa] * V[L] (= nRT)
より
 V = 30 [L]

標準状態では、1 mol の気体の体積は 22.4 [L] なので、30 [L] の mol 数は
 30[L] / 22.4[L/mol] ≒ 1.34 [mol]   ①

窒素ガス N2 の分子量は 28.0 なので、モル質量は 28.0 [g/mol] であり、①の mol 数であれば、その質量は
 28.0 [g/mol] * 1.34 ≒ 37.5 [g]


別解として(たぶん出題者はこちらを期待している)、適切な気体定数を持ってくれば、例えば
 R = 8.3145 [J/(K・mol)]
を使えば、単位を合わせて
 T = 273 [K]
 P = 2.026 * 10^5 [Pa] = 2.026 * 10^5 [N/m^2]
 V = 15 [L] = 1.5 * 10^(-2) [m^3]
として、気体の状態方程式
 PV = nRT
に上記数値を代入すれば
 n = PV/RT
  = 2.026 * 10^5 [N/m^2] * 1.5 * 10^(-2) [m^3] /( 8.3145 [J/(K・mol)] * 273 [K])
  ≒ 1.34 [mol]
と求まります。

何も悩むこともひねくれたこともする必要がありません。
    • good
    • 1

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!

このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています


このQ&Aを見た人がよく見るQ&A

人気Q&Aランキング