化学の問題教えてください。 ある温度での水の密度、水のモル質量、重水(D2O)のモル質量が分かってい

化学の問題教えてください。

ある温度での水の密度、水のモル質量、重水(D2O)のモル質量が分かっている状態での重水の密度の求め方を教えてください。

No.3 回答者： yhr2 回答日時： 2024/06/25 09:31

No.2 です。

お書きの問題をどの程度正確に写しているのか、出題者がどのような条件を付けているのか分かりませんが
「軽水（H2O）を形成する水素 H（軽水素：質量数1）と、重水（D2O）を形成する重水素 D（質量数２）とは化学的・物理的な性質・特性がほぼ同じであり、従って軽水と重水は同じ分子数の占める体積がほぼ等しい」
という「前提条件」で出題されているのであれば、#2 の前半の回答でよいと思います。

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2024/06/24 23:08

水の密度 ρ [g/cm^3]、水のモル質量 w [g/mol]、1 mol の体積 V [cm^3 /mol] が分かっていれば、

　ρ = w/V
という関係になります。

仮に「その温度では、水（軽水）と重水の 1 mol あたりの体積が等しい」ということであれば、重水のモル質量 d [g/mol]、1 mol の体積が軽水と同じ V [cm^3 /mol] になるので、重水の密度 ρ' は
　ρ' = d/V
ということになります。

仮定した「水（軽水）と重水の 1 mol あたりの体積が等しい」という条件が成立しなければ、「その温度での重水 1 mol の体積 V' [cm^3 /mol]」が必要です。
そのときには、重水の密度は
　ρ' = d/V'
になります。

No.1 回答者： Tacosan 回答日時： 2024/06/24 21:58

おおざっぱにはモル質量の比から密度を考えることができるかもしれんけど, 厳密には無理筋. 例えば 100.5℃ の重水の密度ってどうやって求めればいいと思う?

ところで「ある温度での水の密度、水のモル質量、重水(D2O)のモル質量が分かっている状態で」って書いてあるけど, このうち温度に依存するのって水の密度だけだよね.