No.1ベストアンサー
- 回答日時:
富士山・・・というのはヘンリーの法則がよく分からないので考えたものですか。
よく分からないというのは
・溶けるというのはどういうことか (A)
・それをどういう風に表すか (B)
が混乱しているからです。
(A)気体が水に溶けるということが起これば気体分子が水の中に入り込んでいます。「よく溶ける」というのは水の中に入り込む分子の数が多いということです。よく溶けたということを表す量は数に関係した量、モルのはずです。質量も数に比例しますから使うことが出来ます。でも他の気体物質と比較するのであれば質量よりも数の方がいいです。
この段階では体積は関係がありません。体積は気体についてでしか考えることが出来ないですから水の中に溶けている気体物質の体積というのは意味を持たないのです。
圧力を加えればたくさん溶けることは当然のことだ予想できます。ヘンリーの法則はこのことを言っているのではありません。溶ける量が圧力に比例する、圧力を2倍にすれば溶ける量も2倍になると主張しているのです。
(B)溶けている気体の物質量はどのようにすれば分かるでしょうか。
2つ方法があります。
・接触している気体の量がどれくらい減ったかを測る(イ)
・溶けていた気体を追い出して気体に戻して測る (ロ)
気体の量は体積で測るのが容易です。ところが体積は温度、圧力で変化します。ボイルの法則やシャルルの法則を使って溶けた量を計算しなければいけません。
2段構えになっています。
体積の減少量で気体の量を測る時に、溶かすのに使った圧力のままで表すのが直接的です。温度T、圧力Pの気体を質量mの水に接触させて体積の減少量Vを測るという方法の場合、その体積の減少量は温度T,圧力Pのものです。圧力を2Pに変えて同じ事をやると体積の減少量はいくらになるでしょうか。ヘンリーの法則が成り立っていれば2倍の物質量が溶け込みます。温度がT、圧力が2Pで物質量が2倍であれば体積はVです。体積は変化しないという結果になります。これはヘンリーの法則とボイルの法則の組み合わせとして出てきたものです。
こことなる物質の溶け方を比較する場合に体積を用いるとします。温度、圧力を共通にする必要があります。0℃、1気圧の時の体積にそろえるというのはそのためです。よく溶けるというのはどういうことかを表しているものではありません。
溶けるとはどういうことかを説明しないで、溶けた量の比較をどういう風にやるかから始まっていますので教科書の記述を読んでも分からないのです。
私は気体の溶解度の表はモルを使ったものが一番いいと思っています。気体を扱う現場で便利であるか否かと、溶解現象を理解しやすいかどうかとは別のことです。
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