一定量の水に酸素を溶かす実験を行った。この実験に関する記述について・・・

圧力を変えたときに溶ける酸素の体積は、溶かしたときの圧力のもとで測れば、
ほぼ一定である。

と書いてあったけれども、なぜそうなるのですか?教えてください。

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A 回答 (3件)

この説明の数字はわかりやすくするための数字で絶対有り得ないので注意してください。



例えば
・1気圧で水1Lに溶ける酸素は50ml
として、 ”溶ける量は気圧に比例” するとしましょう。

気体酸素の体積は、”圧力に反比例して小さく”なります。

とすれば水1Lに溶ける酸素は・・・

・1気圧 50ml
・2気圧 100ml

です。

しかし『溶かしたときの圧力のもとで測れば』

1気圧100mlの気体酸素 → 2気圧では50mlになる。

のです。
難しい原因は言葉のレトリックで、問題文の・・・

   『圧力を変えたときに溶ける酸素の体積は』
           ↓
『圧力を変えたときに溶ける "1気圧時の酸素の体積" は、
      溶かしたときの圧力のもとで測れば、ほぼ一定』

なのです。分かりました?
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rei00 です。

先の回答,少し分かり難いですね。特に後半が。以下に理想気体の状態方程式を使った説明(と言っても式の変形だけですが)を書いておきます。

 まづ,最初の圧力(P)で溶ける酸素の体積をV,モル数をnとし,加圧(圧力P’)後に溶ける酸素の体積をV’,モル数をn’とします。温度はTで一定とします。

 すると,PV=nRT,P’V’=n’RT です。ここで,P’/P=k(つまり,圧力をk倍にした)とすると,ヘンリ-の法則からn’=knとなります。この時,
 V’=n’RT/P’=(kn)RT/(kP)=nRT/P=V
 となり,溶ける酸素の体積は変化しません。

 いかがでしょうか。
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vikkyi さん,明けましておめでとうございます。



 miDumo さんの具体的な回答がありますので,お分かりかと思いますが補足致します。

 これを考えるもとは,ヘンリ-の法則とボイルの法則(理想気体の状態方程式)です。それぞれについては,参考 URL のペ-ジ(高校生化学講座)の「第二章 物質の状態、固体、液体、気体について」の該当部分(第二節:ボイルシャルルの法則と理想気体の状態方程式,第四節:溶液の性質、溶解度、浸透圧、コロイド)をご覧下さい。

 ヘンリ-の法則(一定温度で,一定量の体積に溶けうる物質量はその気体の圧力に比例する)から,圧力がk倍になると,溶ける気体の量もk倍になります。ここで,k倍になるのが「物質量」である事に注意して下さい。k倍になるのは「物質量(つまり,モル数や質量)」であって「体積」ではありません。

 一方,ボイルの法則(温度が一定の時,圧力と体積は反比例する)によると,圧力がk倍になると,体積は (1/k) になります。

 したがって,k倍の圧力下で溶ける気体の体積は k・(1/k) = 1 倍になります。つまり,ほとんど変化しないわけです。

 いかがでしょうか。理想気体の状態方程式を使っても,ほぼ同じ説明が可能です。重要なのは,圧力がk倍になった時にk倍になるのは,溶ける気体の「体積」ではなく「物質量」だという点です。

参考URL:http://www.gogp.co.jp/chemical/secondpage/kouzah …
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Q有酸素運動・無酸素運動について教えて下さい!

有酸素運動と無酸素運動を組み合わせて有効的にシェイプアップする場合、
有酸素運動をした後に無酸素運動をしたほうがいいんでしょうか?
それとも有酸素・無酸素・有酸素・無酸素と掛け合わせていったほうがいいんでしょうか?

また、有酸素運動と無酸素運動は時間的に続けてしないと意味ないですか?
 例えば、有酸素運動をしてから2時間後とかに無酸素運動をするとか・・。
       朝は有酸素運動、夜は無酸素運動とか・・。 

教えて下さい!よろしくお願いします。

Aベストアンサー

返答どうもです。

>有酸素運動で脂肪を燃焼して、無酸素運動で気になる部分の筋トレをしていこうと思います!

脂肪の分解と、筋肥大は、通常は両立しません。
脂肪が落ちていく様な栄養の足りていない状態では、筋肉は大きくならないです。また、有酸素運動でなくても、ちゃんとした筋トレ(無酸素運動)が出来れば、有酸素運動と比較しても遜色ないレベルか、もしくはそれ以上の脂肪分解効果があります。脂肪を消費する運動は、有酸素のみではないです。
質問者様は、身長と体重の割合で見れば痩せている方、との事ですが、体脂肪率が高く、贅肉が多い、という事でしょうか。

ボディメイクを考えておられるのなら「一度脂肪が付くような栄養状態で、筋肥大トレーニングを行なって必要な部位別の筋量を増し、その後脂肪のみを落とす」という作業が必要です。

脂肪を落としながら、筋肉が付くような事は、通常あり得ないと考えてもらったほうが良いです。
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とりあえず、このカテには、筋トレに関して、何度もやり取りを繰り返している過去回答があります。まずはそれらの問答集を読み漁ってある程度知識を得ることから始めた方が良いと思いますよ。
ここで、手間を惜しむようでは、自分の力だけで、自分が思うようなボディメイクは無理です。プロの指導が必要になりますが、これもその辺のスポーツクラブのアルバイトレベルのインストラクターでの知識や指導ではまず不可能です。

返答どうもです。

>有酸素運動で脂肪を燃焼して、無酸素運動で気になる部分の筋トレをしていこうと思います!

脂肪の分解と、筋肥大は、通常は両立しません。
脂肪が落ちていく様な栄養の足りていない状態では、筋肉は大きくならないです。また、有酸素運動でなくても、ちゃんとした筋トレ(無酸素運動)が出来れば、有酸素運動と比較しても遜色ないレベルか、もしくはそれ以上の脂肪分解効果があります。脂肪を消費する運動は、有酸素のみではないです。
質問者様は、身長と体重の割合で見れば痩せてい...続きを読む

Q(SX)体積を測る器具について

回答、よろしくお願いします。

体積を測定できる器具を、できるだけたくさん教えてください。

Aベストアンサー

知らないもの答えてもしょうがないよ。
メスシリンダー、メスフラスコ、ピペット、ビュレット・・
そして、天秤ばかりでも測れる。

Q活性酸素と酸素摂取

活性酸素が身体に害があるという事は
前々から言われていますが、

酸素カプセル、酸素水、酸素サプリなどで
大量の酸素を摂取した場合、
体内の活性酸素が増えたりする事はないのですか?


以前、何かのテレビ番組で
好気性の微生物を通常の状態と低酸素状態で
飼育したところ、低酸素状態で飼育した物の方が、
動きは鈍かったものの、長生きしているようでした。

酸素水などはたかが知れてますが、
酸素カプセルなどは寿命と引き換えに
疲労回復や自然治癒力を引き出しているようで怖いです。


ただの杞憂でしょうか?

Aベストアンサー

スポーツなど激しい運動の後、”失った分だけの酸素を急いで”補給する必要があれば酸素カプセルもいいのではないでしょうか。

普通の人はわざわざ利用することもないし、おっしゃるように過剰に摂取することは望ましくないでしょう。普通に生活してればそんな必要もなく、ゆっくり体を休めることで十分です。

蛇足ですがお許しを。
我々の体は好気性のエネルギー代謝により酸素が消費されていますので、体内で絶えず活性酸素を産生しています。活性酸素の産生される世界は新陳代謝が活発な証拠で、活力ある世界です。ですから活性酸素そのもの悪者ではありませんし、むしろ体を活動的にし細菌などを殺すためにはなくてはならないもです。普通であれば少し多くなっても体に備わってるSOD、フリーラジカルなどのスカベンジャーがそれを無毒化して問題は起きません。

しかし、酸素補給然り、体に良いと思われるものでも過剰になると危険です。適応力を超えるほど活性酸素が増えすぎると、細胞を傷害しますし、酸化により老化もより進行します。

活性酸素は外から取り入れる酸素で発生するものよりも、心身のストレスが原因で発生するほうが圧倒的に多いのです。この方が怖い。

休息も睡眠も十分とれない長時間労働、過重労働、要は働き過ぎ、頑張り過ぎ、会社や家庭などの悩ましい人間関係、また薬の飲み過ぎなどがストレスとなって交感神経が緊張してくると白血球の中の顆粒球が増えてきます。実はこの顆粒球が死ぬ時に放出するのが活性酸素なのです。増えすぎた顆粒球は消化管などの再生上皮に辿り着き、その活性酸素で組織を傷害して死んでいきます。

組織が酸化しますので老化はもとより、胃炎、胃潰瘍、痔、白内障、ガンなど組織破壊の病気の原因になります。

活性酸素を考える時はストレス過多になってないか生活を振り返ってみることが大事です。

スポーツなど激しい運動の後、”失った分だけの酸素を急いで”補給する必要があれば酸素カプセルもいいのではないでしょうか。

普通の人はわざわざ利用することもないし、おっしゃるように過剰に摂取することは望ましくないでしょう。普通に生活してればそんな必要もなく、ゆっくり体を休めることで十分です。

蛇足ですがお許しを。
我々の体は好気性のエネルギー代謝により酸素が消費されていますので、体内で絶えず活性酸素を産生しています。活性酸素の産生される世界は新陳代謝が活発な証拠で、活力ある...続きを読む

Q気体の圧力と体積について

社内教育で蒸気釜の取り扱いについての説明をします。

そのときに、実際に釜に入っている蒸気が釜の亀裂等で万が一吹き出したときに常圧でどれくらいの体積分に相当するかということを話しをしたいと思っていますが、なかなか昔の計算式等を思い出せる年齢でもなく困っております。

例えば釜のジャケット(蒸気部)の体積が1立米だとしてその中に0.1Mpa、0.2Mpa、0.3Mpaの圧力で蒸気が入っているときに、常圧に開放した場合何倍に膨れ上がるのか教えていただけないでしょうか。

Aベストアンサー

この圧力が絶対圧であるかゲージ圧であるかによって答えが変わります。

絶対圧が(x/10)MPaである場合は常圧下では体積はx倍になります。
ゲージ圧が(x/10)MPaである場合は常圧下では体積は(x+1)倍になります。

体積と絶対圧は反比例しますので常圧の2倍の圧力の気体を常圧にすると体積は2倍になるのです。

追記:
圧力を示すMPaは10^6倍を意味する接頭辞M(メガ)と圧力の単位Pa(パスカル)を組み合わせたものです。Paは人名から名づけられた単位であるためその頭文字は必ず大文字となります。

Q酸素消費量 酸素摂取量 有酸素運動 生理学

酸素消費量 酸素摂取量 有酸素運動 生理学



酸素摂取量が多い=吸気量が多いということでしょうか?
また、
酸素消費量は酸素解離曲線で表されるのでしょうか?

酸素解離曲線の説明で、抹消では酸素飽和度は75%に低下する。97,5-75=22,5%の酸素がヘモグロビンから離れて細胞に利用されることになる。二酸化炭素分圧の上昇やphの低下はヘモグロビンの酸素結合能を低下させるため抹消におけるヘモグロビンからの酸素の解離を増大させる。とあります。

つまり二酸化炭素分圧の上昇やphの低下は酸素消費量をあげるためには必要なのでしょうか?
持久走の選手は二酸化炭素分圧の上昇やphの低下なども必要な能力なのでしょうか?

Aベストアンサー

>二酸化炭素分圧の上昇やphの低下は酸素消費量をあげるためには必要
…これは議論が逆転しています。
末梢へ行くに従い二酸化炭素分圧は上がり、酸素が消費されて様々な酸性酸化物が出来るので、その場所へ酸素を効率良く供給するためには酸素の解離を向上させねばなりません。
…極端な事を言えば酸素がヘモグロビンと強固な結合を作り続けていたら酸素は末梢へは供給されない事になります。
…また、ヘモグロビンは二酸化炭素と結合して肺へ運ぶ働きがありますから、二酸化炭素濃度が高い場所ではヘモグロビンは酸素と解離して二酸化炭素と結合してくれなくては困ります。

この様なヘモグロビンの複雑な行動は脊椎動物が進化の途中で「苦労」して手に入れた能力だと言えるでしょう。

Q燃料電池の問題で 反応に使われる水素と酸素の標準状態における体積は等しい。 と見たのですが何故ですか

燃料電池の問題で
反応に使われる水素と酸素の標準状態における体積は等しい。
と見たのですが何故ですか?

Aベストアンサー

結局出来上がるのは水(H2O)です。
生成物中の原子数比で「2:1」
水素も酸素も分子を作るためには2原子必要です。
分子数比でも「2:1」になるのは自明です。
よって、
>反応に使われる水素と酸素の標準状態における体積は等しい。
は間違いであるとわかります。
正誤問題(「間違っている部分を修正せよ」的な)ですか?

※知っていると思いますので、詳細な化学反応式は書いていません。

Q一重項酸素について2週間以上悩んでます

大気中にある酸素は三重項酸素分子で、酸素分子に光が照射して、励起状態の酸素分子は一重項酸素。なら酸素分子って言われたら、普通どちらをさすんですか?どちらもささないんですか?

Aベストアンサー

どちらも酸素分子ですが、強いて言うならば三重項酸素分子と考えてよいでしょう。

Q一定圧力下における相転移エンタルピー

一定圧力下における相転移エンタルピーが
ΔS=ΔH/Tという関係にあることを示しなさい。

という問題がわかりません。
下付き文字なので書けなかったのですがSとHの左側、Tの右側に tr がついています。
(この tr の意味もわからないです・・)

Aベストアンサー

一般に
ΔG_t,p=ΔH_t,p-TΔS_t,p
という関係があります。つまり前後でTとPが変化しないという条件で、変化にともなうGibbs自由エネルギー変化は、エンタルピー変化からTとエントロピー変化の積を引いた値に等しい、です。
ところで相転移の場合、たとえば373 Kの液体の水と、1 atmの水蒸気の間に自由エネルギー変化はありません。相図で蒸気圧曲線上ではつねにこの関係が成立します。この時ΔG=0ですから
ΔS_t,p=ΔH_t,p/T
でエントロピー変化が出せます。trはたぶんtransitionだと思います。

Q有酸素運動・無酸素運動と息切れについて

有酸素運動は酸素を必要とする息切れをしないような緩やかで持続可能な運動
無酸素運動は酸素を必要としない息切れをするような激しく瞬発的な運動

ということは分かっているのですが、無酸素運動は酸素を必要としない運動であるはずなのに、なぜ息切れを起こすのでしょうか?
息切れは酸素を取り込むために呼吸を荒くしている状態だと思うのですが、それなら無酸素運動は酸素を必要とする運動ということですよね??
どなたか解説お願いいたします。

Aベストアンサー

こんにちは。
私も以前、同様の疑問を持っていました。
以下は過去の「サイクルスポーツ」誌に載っていた内容の要約です。
--------
無酸素運動とは、エネルギーの産生に酸素を必要としない運動をいう。
この運動は強いパワーを生み出すことができるが、疲労物質として乳酸が生成される。乳酸によって筋肉が麻痺するため長時間無酸素運動を続けることはできない。また、乳酸は血液を介して肝臓に送られエネルギー源であるグリコーゲンに再び合成されるが、その過程で大量の酸素を必要とする。無酸素運動の後で息苦しくなるのはその為である。
--------

Q一定圧力下での q , ΔH ,ΔUの変化

3.0mol のO2(g)を3.25atmの一定圧力下で熱したところ、温度が260Kから285Kまで上昇した。
O2のモル定圧熱容量が29.4J/Kmol であるとして q ,ΔH ,ΔUを求めさない(理想気体として取り扱ってよい)

この問題の内部エネルギーΔUの求め方がわかりません。
qは3.0*(285-260)*29.4で求め、定圧なのでΔH=q まで分かったのですが・・

定圧のとき、ΔH=ΔU+pΔV だったと思うのですが、この問題文からΔVが求められなく困っています。
根本的にやり方が間違っているのでしょうか?
分かる方回答お願いします。

Aベストアンサー

理想気体として取り扱ってよいとのことなので、状態方程式
pV=nRT
に従う。p,n,変化前後のTの値がわかっているので変化前後のVの値もわかります。
Rの値については2原子分子理想気体の比熱をRで表すことでわかるはずです。


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