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ドルトンの分圧の法則は、同温・同体積のもとで成り立つ法則なのですか?

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A 回答 (3件)

ご質問の内容からして,どうやらドルトンの分圧の法則を理解できていないように思われます。


例えば,あなたが今吸っている部屋の空気,そこには
窒素が約80%,酸素が約20%存在していますよね。
その%は何を意味しているかわかりますか?
質量ではなく物質量(molの数),あるいは圧力です。

アボガドロの法則というのがありますね。
温度・圧力・体積が等しいとき,そこに含まれる気体分子の数は気体の種類に関係なく一定である,
すなわち,同じ条件(温度・体積)の箱が二つあって,一方に窒素を,他方に酸素を,同じ圧力になるように入れたら同じ数ずつ入る,ということです。
もし,一方の箱に窒素が8molに対して他方の箱に酸素を2mol入れると,圧力は窒素:酸素=8:2になります。
仮に窒素の箱の圧力が0.8atmなら,酸素の箱の圧力は0.2atmということになります。
圧力と物質量は,その他の条件を同じにすれば必ず比例するということです。

そこで,この箱に入った2molの酸素を窒素8molが入っている箱に移すとします。
窒素が示す圧力はやっぱり0.8atmのまま,酸素の示す圧力は0.2atmのまま。で,箱全体としては0.8+0.2=1.0atmになります。

これがあなたが吸っている空気の正体です(かなりいいかげんですが)。

このように,ドルトンの分圧の法則は,同時に複数の種類の気体が存在している混合気体についての法則であり,同時に同じところに存在している以上,温度や体積が等しいのは当然ということになります。
同じ箱に入っている異なった気体(窒素と酸素)のそれぞれが示す圧力(これを分圧という)は,それぞれの気体の物質量に比例する,というのがドルトンの分圧の法則です。
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教科書には載っていると思うんですが・・・・?



 「分圧」とは『混合気体を構成する成分気体のそれぞれが,ほかの成分を取り除いてそれだけで全体積を占めたと仮定したときに示す圧力』のことです。ちなみに,混合気体の圧力は「全圧」と言います。

 「分圧の法則」とは,『定温定圧の条件で数種の理想気体を混合して1つの混合気体をつくるとき』に成り立つ法則で,『混合気体の占める体積は混合前に各気体が占めていた体積の和に等しく,また混合気体の圧力(全圧)は各気体の分圧の和に等しい』というものです。

 高校等では後半の「また混合気体の~」部分だけを教わるかもしれませんが,それであれば,混合気体ですから「必ず同温・同体積」ですね。

【参考にしたもの】
◎「理化学辞典 第5版 CD-ROM 版」(岩波)
◎「高等学校_化学_テキスト」(参考 URL)の「化学 IB」の「第3章 混合物の性質」の「3.2 混合気体の性質」

参考URL:http://www.ed.kanazawa-u.ac.jp/~kashida/
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今教科書をみてみたんですけど、たぶんそうだと思います。

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Qドルトンの分圧の法則について

体積って、分子の圧力で決まるのですか? 教えてください! もしそうならドルトンの分圧の法則で、成分気体の分圧の和は、混合気体の気圧になるということなので、各成分気体の体積より混合気体の体積の方が大きくなるってことですよね? なんか、知識に乏しくてすいません(;ω;) 言葉の表現方法も間違っていたら指摘、お願いしたします!

Aベストアンサー

分圧というのは,同じ体積でその気体だけ存在するときの圧力です。
AとBという気体の混合気体があったとき,気体の圧力は分子の衝突によって生じるのですから,Aの分子衝突の寄与分がAの分圧,Bの分子衝突の寄与分がBの分圧です。したがって,
混合気体=A + B
があったとき,
混合気体の気圧=Aの分圧 + Bの分圧
となるのは当然ですね?

たとえば,乾燥空気1Lの気圧が1気圧だったとして,
窒素N2の分圧が0.8気圧というのは,窒素だけ取り出して1Lにしたとき0.8気圧,
酸素O2の分圧が0.2気圧というのは,酸素だけ取り出して1Lにしたとき0.2気圧ということです。
結局のところ,分子数比によって分圧はきまるということです。

一方,乾燥空気が体積比でN2:O2=4:1であるというのは,いずれも同じ気圧で比較していることに注意してください。

Q気体の状態方程式で・気体分圧・全圧を求めるには?

はじめまして、お世話になります。

問)3.2gの酸素と8.4gの窒素を27℃で20Lの鉄製ボンベに入れた。混合気体の全圧・分圧を求めなさい。
N=14、O=16

ということで、PV=nRTの御出まし
P=nRT/Vに変形

酸素と窒素の原子量より個々のモル(n)を求め
P=nRT/Vに代入し分圧が出ます。
そこで問題なのですが…先生の解答では

まず先に個々のモルを足しその合計を「P=nRT/V」に代入し全圧を出しその後

全圧×1/4・全圧×3/4で個々の分圧を出しています。

でも私は個々のモルから個々の分圧出し、分圧を足し
全圧を出しました。

先生の解答はと私の解答は分圧は合ってるのですが、全圧の小数点以下が違います。手順が違う事が原因だと思いますが。

(N2)分圧+(O2)分圧=全圧、ではいけない理由を教えてください(手順が間違っている理由ですねTT)

ちなみに私の解答は「0.411」
   先生の解答は「0.492」

???化学も数学の要素がいっぱいなので、手順が大事だと思います^^;

あと、原子量が提示されてる場合は「まずモルを求めるのが先」と考えてよろしいのでしょうか?

はじめまして、お世話になります。

問)3.2gの酸素と8.4gの窒素を27℃で20Lの鉄製ボンベに入れた。混合気体の全圧・分圧を求めなさい。
N=14、O=16

ということで、PV=nRTの御出まし
P=nRT/Vに変形

酸素と窒素の原子量より個々のモル(n)を求め
P=nRT/Vに代入し分圧が出ます。
そこで問題なのですが…先生の解答では

まず先に個々のモルを足しその合計を「P=nRT/V」に代入し全圧を出しその後

全圧×1/4・全圧×3/4で個々の分圧を出しています。

でも...続きを読む

Aベストアンサー

>(N2)分圧+(O2)分圧=全圧
この式は正しいです。したがって、貴方の計算法と、先生の計算法では同じ答が得られるはずです。そこで、検算したみましたところ、全圧0.492 atmが正しいことがわかりました。おそらく、0.411 atmは単に計算の誤りと思われます。

以下、検算結果を示します。※有効数字は考えていません
(気体定数を、0.082 atm・L・mol^-1・K^-1 とします)
酸素の物質量 0.1 mol
窒素の物質量 0.3 mol
絶対温度 300 K
酸素の分圧 0.123 atm
窒素の分圧 0.369 atm
全圧 0.492 atm

Q原核生物と真核生物の違い

原核生物と、真核生物の違いについて教えてください(><)
また、ウイルスはどちらかも教えていただけると嬉しいです!

Aベストアンサー

【原核生物】
核膜が無い(構造的に区別出来る核を持たない)細胞(これを原核細胞という)から成る生物で、細菌類や藍藻類がこれに属する。

【真核生物】
核膜で囲まれた明確な核を持つ細胞(これを真核細胞という)から成り、細胞分裂の時に染色体構造を生じる生物。細菌類・藍藻類以外の全ての生物。

【ウイルス】
濾過性病原体の総称。独自のDNA又はRNAを持っているが、普通ウイルスは細胞内だけで増殖可能であり、ウイルス単独では増殖出来ない。



要は、核膜が有れば真核生物、無ければ原核生物という事になります。

ウイルスはそもそも細胞でなく、従って生物でもありませんので、原核生物・真核生物の何れにも属しません(一部の学者は生物だと主張しているそうですが、細胞説の定義に反する存在なので、まだまだ議論の余地は有る様です)。



こんなんで良かったでしょうか?

Q平均分子量

平均分子量についてイマイチわかりません。高校生レベルで教えてください。

Aベストアンサー

>以下の内容は.高等学校で教えているのでしょうか。
>モル凝固点降下.モル沸点上昇.(気体の)分圧.浸透圧
これは高校化学で教えています。

みなさんの言うとおり、分子量×割合(分圧)で計算します。
平均分子量は見かけの分子量をあらわすので、その名のとおり、平均値です。
空気の場合は、窒素(分子量28)が78%、酸素(分子量32)が22%とするとこのとおり。
28×0.78 + 32×0.22 = 28.88(平均分子量)

Qアボガドロの法則について納得させてください

「同一体積に含まれる気体分子の数は等しい」

これが解かりません。
CO2、は二酸化炭素の1気体分子で、O2は酸素の1気体分子ですよね?
これだと、どちらも1気体分子1モルで、同一の1モルとして22,4Lの同じ体積の気体ということになり

上の、「同一体積に含まれる気体分子の数は等しい」
にあたるなら、1酸素気体22.4Lのなかには32個の原子質量を構成する原子があり、1二酸化炭素気体22,4LにはO,2個分32個+12個の原子質量を構成する原子があると思うのですが、何故、「同一体積に含まれる気体分子の数は等しい」なんですか?

簡単にわかるように説明お願いします(ぺこり)

Aベストアンサー

ご要望にお応えして、みたび登場。

>ということは、1分子の大きさは
>種類によらず同じ大きさをしていると言うことですか?

違います。
分子を構成している原子の個数が大きいほど、あるいは原子1個1個が大きいほど、分子の大きさも大きくなります。
しかし、
>玉と玉との距離は、玉の直径よりも、はるかに大きいものになります。
ということで、分子1個の大きさが大きかろうが小さかろうが、ほとんど関係ないということなのです。


>この分子の無い空間は一体何なのですか?

真空です。
その僅かな空間を見れば、それは真空ということになります。

細かい粒粒(分子)がまばらに散らばっている真空が気体である、という言い方も出来ます。


まだ疑問な点があれば補足してください。

Q蒸気圧ってなに?

高校化学IIの気体の分野で『蒸気圧』というのが出てきました。教科書を何度も読んだのですが漠然とした書き方でよく理解できませんでした。蒸気圧とはどんな圧力なのですか?具体的に教えてください。

Aベストアンサー

蒸気圧というのは、主として常温付近で一部が気体になるような物質について用いられる言葉です。

液体の物質の場合に、よく沸点という言葉を使います。
物質の蒸気圧が大気圧と同じになったときに沸騰が起こります。
つまり、沸点というのは飽和蒸気圧が大気圧と同じになる温度のことを言います。
しかし、沸点以下でも蒸気圧は0ではありません。たとえば、水が蒸発するのは、常温でも水にはある程度の大きさ(おおよそ、0.02気圧程度)の蒸気圧があるためにゆっくりと気化していくためであると説明できます。
また、油が蒸発しにくいのは油の蒸気圧が非常に低いためであると説明できます。

さきほど、常温での水の飽和蒸気圧が0.02気圧であると述べましたが、これはどういう意味かと言えば、大気圧の内の、2%が水蒸気によるものだということになります。
気体の分圧は気体中の分子の数に比例しますので、空気を構成する分子の内の2%が水の分子であることを意味します。残りの98%のうちの約5分の4が窒素で、約5分の1が酸素ということになります。

ただし、上で述べたのは湿度が100%の場合であり、仮に湿度が60%だとすれば、水の蒸気圧は0.2x0.6=0.012気圧ということになります。

蒸気圧というのは、主として常温付近で一部が気体になるような物質について用いられる言葉です。

液体の物質の場合に、よく沸点という言葉を使います。
物質の蒸気圧が大気圧と同じになったときに沸騰が起こります。
つまり、沸点というのは飽和蒸気圧が大気圧と同じになる温度のことを言います。
しかし、沸点以下でも蒸気圧は0ではありません。たとえば、水が蒸発するのは、常温でも水にはある程度の大きさ(おおよそ、0.02気圧程度)の蒸気圧があるためにゆっくりと気化していくためであると説明できま...続きを読む

Q教えてください。これらの物質が酸性なのか?中性なのか塩基性なのかわかりません。

硝酸カリウム・塩化アンモニウム・酢酸ナトリウム・塩化ナトリウム・炭酸カリウムをそれぞれ水に溶かしたとき、その水溶液は酸性なのか、中性なのか?塩基性なのか?どのようにすればわかるのでしょうか?
できれば、中学生でもわかるように詳しく教えていただけるようお願い申し上げます。

Aベストアンサー

基本的には、
(1)強酸と強塩基の塩は中性。
(2)弱酸と弱塩基の塩は中性。
(3)強酸と弱塩基の塩は酸性。
(4)弱酸と強塩基の塩は塩基性。
要するに、酸にしろ塩基にしろ、強い方が勝つということです。
強酸の代表例は、塩酸、硫酸、硝酸であり、
弱酸の代表例は、酢酸、炭酸であり、
強塩基の代表例は、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムであり、
弱塩基の代表例は、アンモニアです。

塩は、酸と塩基の中和によって生じますから、あとは、それぞれの塩の元になった酸と塩基を特定して、上記の規則を当てはめれば良いことになります。
硝酸カリウム:硝酸+水酸化ナトリウム→中性
塩化アンモニウム:塩酸+アンモニア→酸性
酢酸ナトリウム:酢酸+水酸化ナトリウム→塩基性
塩化ナトリウム:塩酸+水酸化ナトリウム→中性
炭酸カリウム:炭酸+水酸化カリウム→塩基性

Q高校化学(混合気体の体積)

4.0molの窒素と1.0molの酸素からなる混合気体の体積は何Lか。

ここで混合気体と呼ばれているものは空気のことですよね?
もし、【2molの水素と1molの酸素から・・・】という問題だったら
2H2+O2=2H2O
となり、
2mol=44.8L
と答えることが出来るんですが

ここで求めないといけないのは空気の体積ですよね。
空気の組成式?なんて無いのでどうやって式を立てればいいかわかりません・・・。
教えてください。

Aベストアンサー

「混合気体」とは、水素、窒素、酸素、二酸化炭素、アルゴンなどの、
さまざまな気体が混合されているものをいいます。

空気は、
窒素(78%)、酸素(21%)、アルゴン(0.9%)、二酸化炭素(0.03%)、
その他の微量成分(ネオン、ヘリウム、メタンなど)の混合気体ですが、
空気以外にも混合気体はいろいろと存在します。

自分で好きなように気体を混ぜれば、任意の混合気体を作ることができます。
したがって、このたびの問題では、
「4.0molの窒素と1.0molの酸素からなる混合気体」について考えればいいのです。

ところでちょっと脱線しますが、気体の体積は、温度や圧力によって変化します。
注射器の中に一定量の気体を詰めて、
ピストンを引けば、体積は大きくなり、
ピストンを押せば、体積は小さくなります。
ピストンでかける圧力で気体の体積が変わってくるのです。
また、ピストンをゆるゆるにしておいて、温度を上昇させれば、
気体は膨張して体積が大きくなります。

1モルの気体(正確には理想気体)の体積が22.4リットルなのは、
標準状態(0℃、1気圧[atm])においてです。
気体の体積について話をするときは、
温度や圧力の条件を指定する必要があります。

それでは、標準状態(0℃、1気圧)における、
「4.0molの窒素と1.0molの酸素からなる混合気体の体積」を考えます。
1モルの気体の標準状態での体積は、
気体の種類が異なるものであっても、ほぼ同じく約22.4リットルです。
また、窒素と酸素は通常反応しないので、
この混合気体は、窒素と酸素合計5モルの分子を含む気体だといえます。
このとき体積は、5×22.4リットルとなるはずです。

ついでですが、「2molの水素と1molの酸素」の例を挙げられましたが、
水素と酸素を単に混合しただけでは、H2Oは生成しません。
合計3モルの混合気体のままです。
(標準状態の体積は、3×22.4リットルになりますね)
火をつけて爆発させるなどして、化学反応を起こして始めて、
H2Oは生成します。

質問者さんは、習った知識を応用していろいろと考えるタイプだと思います。
自分からあれこれと考えていくからこそ、正しいことや誤りに気づき、
サイエンスへの理解が深まっていきます。
これからも積極的にどんどんと考えて、あれこれと頭を使うことを楽しみ、
そして、正解にたどり着き、「そうなんだ」と納得したときの喜びを味わいながら、
ぜひ学習していってくださいね。

「混合気体」とは、水素、窒素、酸素、二酸化炭素、アルゴンなどの、
さまざまな気体が混合されているものをいいます。

空気は、
窒素(78%)、酸素(21%)、アルゴン(0.9%)、二酸化炭素(0.03%)、
その他の微量成分(ネオン、ヘリウム、メタンなど)の混合気体ですが、
空気以外にも混合気体はいろいろと存在します。

自分で好きなように気体を混ぜれば、任意の混合気体を作ることができます。
したがって、このたびの問題では、
「4.0molの窒素と1.0molの酸素からなる混合気体」...続きを読む

Qドルトンの原子説について

ドルトンの原子説についてなんですが、その要素を5つ書けという課題が出たのでまして、いろんなサイトや文献を当たってみたのですが・・・・それぞれなんかばらばらなんですが・・・
(1) 原子は物質を構成する不連続な粒子であって、既知の化学的操作によって分割できない。
(2) 同一元素の原子は同じ性質で、重量も等しい。
(3) 異なった元素の原子は重量、親和力などの性質が異なる。
(4) 化合物は異なった元素の原子が簡単な整数比で結合される。
(5) 元素の結合重量の割合は、原子の結合重量の割合を示す。

これで正しいのでしょうか?
そのほかにも化学変化は、原子の集まり方が変わるだけで、原子は無くなる事も、新しく生まれる事もないというのとかもあったのですが・・・

Aベストアンサー

色々な説があるかどうかはわかりませんが、学校では
(1)すべての物質はそれ以上分割できない小さな粒子である原子からなっている
(2)同じ元素の原子は質量や性質が同じで異なる原子はこれが異なる
(3)化合物は異なる原子が決まった数で集合している
(4)化学変化は原始の集まり方が変わるだけで原子は無くなることも新しく生まれることもない
ほぼ内容は同じだと思います。(2)にあたるのが(2)と(3)に分かれただけだと思います


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