【復活求む!】惜しくも解散してしまったバンド|J-ROCK編 >>

今、60℃において30gのAと70gのBを混合し、その後30℃に下げた
ところ、二液相に相分離した。共存する二液相のうち、Bの含有量が多い方の液相の質量はいくらか?
(液体AとBの相互溶解度曲線がありまして、縦軸に温度、横軸にBの質量分率があります。曲線は釣鐘状の曲線をしています。
30℃で二液相に当てはまる範囲がBの質量分率0.4~0.9となっていて
約45℃で曲線の頂点→Bの質量分率0.7 となっています)

この問題なのですが、【ラウールの法則】を使うのでしょうか。
ラウールの法則だと混合液体の蒸気圧でA,Bの気体が液相と平衡に
なったときに使うようなのであり、飽和蒸気圧、A,Bの分圧も必要と
なってくるので使えないみたいです。
単純に横軸の質量分率が高い0.9を用いて、Bの質量 70×0.9=63g
とすればよいのでしょうか?
誰か分かる方いましたら、よろしくお願いします。

A 回答 (2件)

【ラウールの法則】ではなく、【てこの原理】を使います。



QNo.1901883「てこの原理について」
http://oshiete1.goo.ne.jp/qa1901883.html
のANo.1で紹介されているテキストの「液体の相互溶解度」の【原理】と、ANo.2にある解説を読んでみてください。

それでも分からなかったら、納得がいかないところを補足欄でお知らせください。
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この回答へのお礼

ありがとう御座います。ちょっと仕事が忙しくて回答してくださったことに気がつきませんでした。
てこの原理 なるほど といった感じでした。
40歳になるのですが、環境計量士の勉強をしていて 分からないことばかりです。
ありがとう御座いました

お礼日時:2008/12/09 15:38

結論から言うとラウール則は使いません。

ラウール則は気液平衡を取り扱うものであり、この問題のように液液平衡で取り扱うものではありません。相図を示しながらでなければ説明しずらいのですが、作図で解く問題です。

ヒントだけ示しておきます。まず、60℃のところで、Bの質量分率0.7の所に点をうってください。そのまま下に向けて線を引いてゆくと、仮想的に、その溶液の温度を下げていることになります。

急激に冷やしたことを想定すれば、温度の低下過程では溶解度曲線は無視できます。そのまま30℃まで線をおろしてください。あとはその溶液がどうなるか、ご自身で想像し、考えてみてください。

もう少し。途中で溶液を抜き出したりしなければ問題ないのですが、本当は溶解度曲線とぶつかったところで分液が始まり、そのまま溶解度曲線に沿って2相が分離してゆきます。

問題が解けない場合は、補足をください。
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Qてこの原理について

溶液の相互溶解度という実験で、メタノール-シクロヘキサン系を用いて実験を行い、溶解度曲線を作製しました。
この溶解度曲線を用いて、「てこの原理」について教えてください。
詳しく載っているサイトでも構いません。
よろしくお願いします!

Aベストアンサー

偶然ってすごいですね。2度手間になってすみません。

このような二成分系の溶解度曲線は慣れるまでピンとこないと思います。おそらく、二成分と二相が混同していると思うのでその点を踏まえて説明します。

まず、二成分系では温度によって一液相にも二液相にもなります。実験書では曲線ACBの外側では一相、内側では二相で存在します。
例えば、油と水を混合したとき、お互いに溶解度が小さいので二相に分離しますよね?しかしこの状態でも水の相にも微量ですが油が溶けており、また油の相にも微量の水が溶解しています。このことは水が微量溶けている相と水が大量に溶けている相に分離していると考えるのも同じです。実験書の図1が水の百分率を示していると考えた場合、水が微量含まれている相の組成がWaで、大量に含まれている相はWbで表されます。
 てこの原理はそれぞれの成分比とは関係なくて、形成して二相の重量比をあらわします。実験書で説明すると、Waの成分の相とWbの成分の相の重量比はbxの長さとaxの長さの比であらわされます。
Wa成分の相の重量をGa、Wb成分の相の重量をGbとおくとてこの原理は以下の式で表されます。
  Ga:Gb = bxの長さ:axの長さ

偶然ってすごいですね。2度手間になってすみません。

このような二成分系の溶解度曲線は慣れるまでピンとこないと思います。おそらく、二成分と二相が混同していると思うのでその点を踏まえて説明します。

まず、二成分系では温度によって一液相にも二液相にもなります。実験書では曲線ACBの外側では一相、内側では二相で存在します。
例えば、油と水を混合したとき、お互いに溶解度が小さいので二相に分離しますよね?しかしこの状態でも水の相にも微量ですが油が溶けており、また油の相にも微量の水が溶...続きを読む

QW/V%とは?

オキシドールの成分に 過酸化水素(H2O2)2.5~3.5W/V%含有と記載されています。W/V%の意味が分かりません。W%なら重量パーセント、V%なら体積パーセントだと思いますがW/V%はどのような割合を示すのでしょうか。どなたか教えていただけないでしょうか。よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

w/v%とは、weight/volume%のことで、2.5~3.5w/v%とは、100ml中に2.5~3.5gの過酸化水素が含有されているということです。
つまり、全溶液100ml中に何gの薬液が溶けているか?
ということです。
w/v%のwはg(グラム)でvは100mlです。

Q百分率を表すこの3つ、W/V%、W/W%、V/V%…

はじめまして、お世話になります。

百分率を表すこの3つ、W/V%、W/W%、V/V%…
どれも計算方法が同じなら、細かな意味まで覚えない良いような気がしますが^^;この場合W=質量 Vは体積でなない…?

このややこしい3つを分かりやすく記してるHP、又教えてくださる方はないでしょうか。覚えにくくて…TT

よろしくお願い致しますTwT

Aベストアンサー

こんにちは。WとVはそれでいいのではないでしょうか。

W/V%は、
溶液100ミリリットル中に溶質(溶けてる物)が何グラム入ってるか。

W/W%は、
溶液100グラム中に溶質が何グラム入ってるか。

V/V%は、
溶質が液体の場合に使われます。
溶液100ミリリットル中に溶質が何ミリリットル入ってるか。

という事になります。

Qクラウジウス-クラペイロンの式について

以前 QNo.125760 水の温度変化の質問の中でクラウジウス-クラペイロンの式について出ていましたが、いまいち理解できません。この式について、詳しく噛み砕いてお教え願えないでしょうか?
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

クラウジウス-クラペイロンの式は、蒸気圧曲線の傾きを求める公式です。

クラウジウス-クラペイロンの式を使うと、『蒸気圧曲線が温度の単調増加関数であること』を、簡単に証明することができます。蒸気圧曲線が温度の単調増加関数であるということは、「温度が高くなれば飽和蒸気圧が高くなり、温度が低くなれば飽和蒸気圧が低くなる」ということです。ですから、これと、「飽和蒸気圧が大気圧と等しくなる温度で液体は沸騰する」ということをあわせて考えると、

「大気圧が低ければ沸点は降下し,高ければ沸点は上昇する」

ということができます。つまり、クラウジウス-クラペイロンの式を使うと、大気圧が変わると沸点が変わることを説明できます。

以下は、クラウジウス-クラペイロンの式に関する説明です。

温度 T のときの蒸気圧曲線の傾き dP/dT は、温度 T のときの気化熱(蒸発熱)L、温度 T のときの飽和蒸気の体積 vg、温度 T のときの液体の体積 vl と、式(1)の関係があります。

dP    L
― = ――――     (1)
dT  T(vg-vl)

この式をクラウジウス-クラペイロンの式といいます。ここで、温度 T は摂氏温度ではなく、絶対温度です。また気化熱には、モル当たりの気化熱、体積 vg と vl にはモル当たりの体積を使います(気化熱に1グラム当たりの気化熱を使ってもいいです。このときは体積 vg と vl には1グラム当たりの体積を使います)。

気化熱 L は正の値、絶対温度 T も正の値、飽和蒸気の体積と液体の体積の差 vg-vlも正の値ですので、式(1)の右辺は正の値になります。よって、dP/dT > 0 となり、蒸気圧曲線が温度の単調増加関数であることが証明されました。

式(1)は、「熱力学的に厳密な式」と呼ばれる類の、とても正確な式なのですけど、このままでは少し使いづらいので、近似式が使われることが多いです。

近似1:飽和蒸気の体積 vg は液体の体積 vl よりずっと大きいので、vg-vl=vg と近似する。
近似2:蒸気を理想気体だと考えて、vg=RT/Pと近似する。ここで R は気体定数、Pは飽和蒸気圧。

この二つの近似を使うと、式(1)の近似式は式(2)になります。

dP   L P
― = ―――     (2)
dT  R T^2

この式もクラウジウス-クラペイロンの式といいます。式(1)にあった飽和蒸気の体積 vg と液体の体積 vl が式(2)では消えているので、式(2)の方が、式(1)よりも使いやすい形をしています。

もうひとつ近似を入れると、蒸気圧曲線の傾きだけではなく、『蒸気圧曲線そのもの』を求める公式を得ることができます。

近似3:気化熱 L は、温度に依らない。

この近似は、前の二つの近似と比べると、ちょっと荒い近似なのですけど、ともかくこの近似を使うと、蒸気圧曲線を求める公式が得られます。

ln(P/101325Pa)=(L/R) (1/Tb - 1/T)     (3)

この式もクラウジウス-クラペイロンの式といいます。左辺のlnは、自然対数(eを底とする対数)をとることを意味します。またTb は、圧力が1気圧=760mmHg=101325Pa のときの沸点です。

クラウジウス-クラペイロンの式と呼ばれている式がいくつもあって、ちょっと紛らわしいのですけど、まあどれも似たようなものですし、式の違いが重要なときには、たいてい数式が書いてありますから、混乱することは少ないと思います。QNo.125760 に数式が書いていないのは、高校生向けに書かれたものだからでしょう。

クラウジウス-クラペイロンの式は、蒸気圧曲線の傾きを求める公式です。

クラウジウス-クラペイロンの式を使うと、『蒸気圧曲線が温度の単調増加関数であること』を、簡単に証明することができます。蒸気圧曲線が温度の単調増加関数であるということは、「温度が高くなれば飽和蒸気圧が高くなり、温度が低くなれば飽和蒸気圧が低くなる」ということです。ですから、これと、「飽和蒸気圧が大気圧と等しくなる温度で液体は沸騰する」ということをあわせて考えると、

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Qフェノールは水溶?

フェノールを水に溶かす実験をしました。
60℃フェノール2mlに対し水5mlを入れました。
すると、実験結果では白っぽくなり溶けたように見えました。その後実験の指示に従い、60℃の湯で温めたところ、上下に分離しました。
温めた後に溶けるなら分かるのですが、なぜ温めて分離したのでしょうか。
もしよろしければ、さっぱり分からないので教えてください。

Aベストアンサー

フェノールはわずかながら水に溶けますが、溶解度は低いです。
手元に資料がないので、正確な溶解度はわかりませんが、少なくとも水5mlにフェノール2mlが溶けることはありません。ほとんどが溶けずに分離するはずです。
ただ、OH基のために、多少なりとも水と親和力があったり、密度が水と近いということもあるかもしれません。
そのために、かき混ぜると均一に混ざったように見えたのかもしれません。
ただし、気を付けて欲しいことは、「白っぽく」なったということは、「溶けていない」ことを意味します。
完全に透明になったのなら溶けた可能性もあるのですが、白っぽく濁っているということは、逆に、溶けていないということの裏付けになります。

Q本試験と空試験

容量分析における、この2つの用語のきちんとした説明ができません。
できる方、おしえていただけませんでしょうか?

Aベストアンサー

 こんにちは 何方からも解答が無いので、浅学を省みず、、、
 容量分析で言う空試験は、2つに大別されます。
 まず、「逆滴定」の場合
 過剰な反応試薬を加えて一定時間置き、次いで反応し残った反応試薬を滴定するものですが、この場合の「空試験」は、試料を加えない、反応試薬のみの分析をいいます。「本試験」は試料を加えた場合です。
 一方、普通の滴定では、試料を加えたものを「本試験」(と言う言い方は、自分には馴染みが無いのですが)と言い、この場合の「空試験」の意義がaitatataさんには解からないのでしょうか。
 試験に用いる試薬に不純物が有り、本試験に対してマイナス又はプラスに作用する場合が、まま有ります。
 この、不純物によるズレを補正するため、「空試験」を行います。 つまり、試料を用いないで、「本試験」と全く同じ操作を行う訳です。
 

Qフェノールと水

水にフェノールを加えて激しくかき混ぜると、白濁するのですが、この白濁する理由を教えてください。最初はミセル・コロイド関係かと思ったのですが、脂肪とかフェノールは関係ないし・・と思いました。化学式なんかも添えて教えていただけると、うれしいです。お願いします。

Aベストアンサー

いわゆる乳化、エマルジョンですね。

2つの互いに溶け合わない液体の一方が、他方の中に微粒状に分散している状態。

安定的なエマルジョンは乳です。
この場合、長時間放置で均一2層に分離するはずです。

分散粒子に光が当たると、散乱光が生じます。このため乳化して見えます。

詳しくは乳化、エマルジョンで検索するといろいろ出てくると思います。

QVan't hoffプロットって?

van't hoffプロットって、何を表すグラフなのですか?
確か横軸は温度の逆数で縦軸はlnkと書いてあったのですが、
何を示したい、もしくは、化学的にどんな意義があるのか教えて下さい。

Aベストアンサー

 回答の前に確認させてください。お知りになりたいグラフは「横軸が温度の逆数」で「縦軸が ln(k)(大文字のK)」のものですね。もし,「縦軸が ln(k)(小文字のk)」でしたら,Organomets さんがお書きの様に Arrhenius プロットです。Arrhenius プロットでしたら,ここでも何度か質問に出ていますのでトップページ(↓)で検索してみてください。

 で,van't Hoff プロットですが,このもの自身は見付からなかったのですが,「化学辞典」(東京化学同人)に van't Hoff equation (ファントホッフの式)として,次の2式が出てきます。

  d( ln(Kp) )/dT = ΔH/(RT^2)
  d( ln(Kc) )/dT = ΔU/(RT^2)
    Kp:圧平衡定数,Kc:濃度平衡定数,
    R:気体定数,T:絶対温度,
    ΔH:定圧反応熱,ΔU:定容反応熱

 これらの式は『平衡定数の温度変化を示すと同時に,反応の平衡定数と反応熱を結びつける関係式』です。

 ここで,各式をそれぞれ積分すると次の2式が得られます。

  ln(Kp) = C - (ΔH/R)(1/T)
  ln(Kc) = C' - (ΔU/R)(1/T)

 したがって,お書きの van't Hoff プロットとは,「縦軸に ln(Kp) 又は ln(Kc)」を「横軸に温度の逆数(1/T)」をとってプロッとしたものだと思います。そうだとすると,プロットは直線になり,その傾きから定圧反応熱(ΔH)や定容反応熱(ΔU)と言った熱力学パラメーターが得られます。

参考URL:http://www.okweb.ne.jp/index.php3

 回答の前に確認させてください。お知りになりたいグラフは「横軸が温度の逆数」で「縦軸が ln(k)(大文字のK)」のものですね。もし,「縦軸が ln(k)(小文字のk)」でしたら,Organomets さんがお書きの様に Arrhenius プロットです。Arrhenius プロットでしたら,ここでも何度か質問に出ていますのでトップページ(↓)で検索してみてください。

 で,van't Hoff プロットですが,このもの自身は見付からなかったのですが,「化学辞典」(東京化学同人)に van't Hoff equation (ファントホッフの式)...続きを読む

Qこの場合のギブスエネルギーの変化量を教えてください

大学二年生の化学熱力学の教科を学んでいるのですが。。。
全くわからない問題があります!
室温298K、0.022molの理想気体が圧力が17.0MPaから100KPaに変化した。
この過程でのギブスエネルギーの変化量はいくらか。
という問題です。
物質量はどこで使うのですか?
計算過程もお願いします。
また、こういう問題は何を考えれば解けるのかアドバイスお願いします。

Aベストアンサー

ギブス自由エネルギー(G)の定義は
G = H - TS
H: エンタルピー (J)
S: エントロピー (J/K)
T: 環境温度 (K)

ギブス自由エネルギー変化量(ΔG)は
ΔG = ΔH - TΔS

エンタルピー,エントロピーは対象とする系の
1)温度
2)圧力
3)物質の相の数
4)各相での各成分量
が決まると計算できます。

言いかえると、上記1)2)3)4)のどれかが変化するとエンタルピー,エントロピー、そしてギブス自由エネルギーも変化します。

問題を上記1)2)3)4)に照らし合わせると、
1)温度は変化したと記述していないので一定
2)圧力は17MPaから100KPaに変化
3)相(気相、液相、固相)の数は理想気体が凝縮して液体になった、と記述していないので一定
4)各相での各成分量、この場合、気相の理想気体の種類が増えた減った、0.022molが増えた減ったと記述していないので一定

3)4)はちょっと強引なところありますが、幅広く題意を捉えるための説明です。

まずエンタルピー変化ΔHを計算します。
結論から言うとΔH = 0です。
理想気体1mol当たりのエンタルピーは温度変化した場合にのみ変化し、圧力により変化しません。
これは理想気体の状態式(PV=RT)とエンタルピー計算式(微分形で与えられます)から導出されます。
圧力は変化していますが温度が変化していないのでΔH = 0。

次にエントロピー変化ΔSを計算します。
理想気体1mol当たりのエントロピーは温度変化、圧力変化で変化します。
温度変化は無いので温度変化相当のΔSは0。
圧力変化相当のΔSは理想気体の状態式(PV=RT)とエントロピー計算式(これも微分形)から導出され
-nR*ln(P1/P0)・・・微分形を圧力P0からP1まで積分した結果
となります。

n 理想気体mol数: 0.022 (mol)
R 理想気体定数: 8.31 (J/mol.K)
P0 変化前の圧力: 17MPa = 17000KPa
P1 変化後の圧力: 100KPa

圧力変化相当のΔS = - 0.022 x 8.31 x ln(100/17000) = 0.934 (J/K)

まとめますと

ΔG = ΔH - TΔS
ΔH = 0
T 環境温度: 298 (K)
ΔS = 0.934 (J/K)
ΔG = 0 - 298 x 0.934 = - 278.3 (J)

まどろっこしい説明になりましたが理想気体の圧力変化に伴うギブス自由エネルギー変化量(ΔG)は
ΔG = nRT*ln(P1/P0)
でさっと計算できます。

ギブス自由エネルギー(G)の定義は
G = H - TS
H: エンタルピー (J)
S: エントロピー (J/K)
T: 環境温度 (K)

ギブス自由エネルギー変化量(ΔG)は
ΔG = ΔH - TΔS

エンタルピー,エントロピーは対象とする系の
1)温度
2)圧力
3)物質の相の数
4)各相での各成分量
が決まると計算できます。

言いかえると、上記1)2)3)4)のどれかが変化するとエンタルピー,エントロピー、そしてギブス自由エネルギーも変化します。

問題を上記1)2)3)4)に照らし合わせると、
1)温度は変化したと記述していないので一定
2)圧力は17MPaか...続きを読む

Q肌についたフェノール

5時間ほど前、ひざにフェノールがかかってしまいました。
作業途中だったので20分ほどそのまま放置していました。
それからジーパンをはいていたので
服の上からエタノールをかけてはティッシュで吸ってを繰り返したのですが
なんだかまだヒリヒリして、肌が茶色になってきました。
このままだとシミになると思うんですけど
どうすれば被害を最小限に抑えられますか?

Aベストアンサー

医師の診察をうけるべきでしょう。
(遅れて影響がでることもあるそうです。)

あと、フェノールがかかったのを、気づいていながら20分も放置してはいけません。さらに、処置としても、汚染された服を着たままでは不適切です。せめて、まくるなりして、水で流すべきでしょう。

劇物を取り扱うときは、MSDSを備えておきましょう。
(MSDS:Material Safty Data Sheet,化学物質安全データシート)
そこに、応急処置等もかかれています。

備え付けてない場合は、Googleで、
フェノール MSDS
という風に検索すれば、たいてい見つかります。

参考URL:http://www.jpca.or.jp/61msds/j7cb24.htm


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