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例としてサンプルガスをガスクロにかけて濃度を測ったのですが機械の事情でサンプルを約2倍に希釈しました。結果、A20%B2%C30%D2%E2%となりました。A~Eでトータル56%なので残りの44%は希釈に使用したガスだと思います。その際、A~Eの数値を希釈前の数値に換算したいのですがどのように計算すればよいでしょう?

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A 回答 (1件)

「残りの44%は希釈に使用したガス」というのが正しいなら、単なる小学生レベルの算数の問題。



A:20/56=0.357=35.7%、B:2/56=0.036=3.6%、以下C~Eも同様に計算すれば良い。

ガスの濃度だとか%から%へ換算する等々と考えるからから難しく感じてしまうのかもしれませんが、例えば、「全部で56g、その内Aの重さが20gであるなら、Aの重さの割合は何%?」という問題だったら、簡単に解けるでしょ。
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この回答へのお礼

遅くなりましたが回答ありがとうございます。
難しく考えすぎてたみたいです。わかりやすく回答していただきありがとうございます。

お礼日時:2014/11/25 08:39

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Q気体の濃度計算方法

気体の濃度計算方法

理学部化学科卒なのにこんなことが
分からなくて済みません。

分析化学の教科書を見ても
溶液の分析の仕方は書いてあっても
気体の分析の仕方は書いてありません。

1%は10000ppmだと思うのですが、
これは、体積当たりの重量(gかmgかもわからない)
で出すのでしょうか、対象物質の体積で出すのでしょうか。

近似的に理想気体の状態方程式を用いる場合
(実在気体の状態方程式であっても)
気体中の化学種は、区別しないので
体積/体積%などは、意味がないと
思います。

また、生物への影響を考えるのであっても、
同じ水素1%であっても、99%が窒素か酸素かに
よって大幅に違うと思います。

Aベストアンサー

こんにちは。

>>>1%は10000ppmだと思うのですが、これは、体積当たりの重量(gかmgかもわからない)
>>>で出すのでしょうか、対象物質の体積で出すのでしょうか。

体積当たりの体積か、質量当たりの質量かのどちらかを選べます。

法令では、どちらの体積百万分率も ppm でよいことになっていますが、
前者は volppm 、後者は ppmw と書くと親切です。

「計量単位規則」(別表第二という表をご覧ください)
http://law.e-gov.go.jp/htmldata/H04/H04F03801000080.html#3000000001000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000


>>>近似的に理想気体の状態方程式を用いる場合(実在気体の状態方程式であっても)気体中の化学種は、区別しないので体積/体積%などは、意味がないと思います。

意味はあります。
1キロリットルの空気の中に1ミリリットルの‘何か’があれば、
その‘何か’の濃度は 1volppm です。

>>>また、生物への影響を考えるのであっても、同じ水素1%であっても、99%が窒素か酸素かによって大幅に違うと思います。

体積当たりの体積ならば、窒素でも酸素でも同じです。

こんにちは。

>>>1%は10000ppmだと思うのですが、これは、体積当たりの重量(gかmgかもわからない)
>>>で出すのでしょうか、対象物質の体積で出すのでしょうか。

体積当たりの体積か、質量当たりの質量かのどちらかを選べます。

法令では、どちらの体積百万分率も ppm でよいことになっていますが、
前者は volppm 、後者は ppmw と書くと親切です。

「計量単位規則」(別表第二という表をご覧ください)
http://law.e-gov.go.jp/htmldata/H04/H04F03801000080.html#300000000100000000000000000000...続きを読む

Qガス濃度計算方法をご教授ください

開放型タンクにおける溶存水素濃度の計算方法が分からなくて困っています。ご教授くださると助かります。

目的
ある開放タンク(全容量200m3)に溶存水素濃度25cc/kgの水を出来るだけ受け入れたい。溶存水素の全てが遊離したとして、爆発限界以下の4%以下にするためには開放タンクの気相部をどれだけ確保(m3)しておけばよいか知りたい。

大気(ベント)
||____
| 気相   |
|____|
| 水    |
|____|
開放型タンク

困っています。お願い致します。

Aベストアンサー

まず、水1kgの体積が1Lであり、空気中の水素濃度が0であることを仮定して話を進めます。
仮に水の体積をV(L)とおきますと、気相の体積は200000-V (L)になります。
その水から発生する水素は0.025V (L)になります。
後者が前者の4%になるのは、
(200000-V)x0.04=0.025V
8000=0.065V
V=123077 (L)=123 (m3)
となり、気相部分は、77 (m3)ということになります。

ただし、上記の前提に基づいて単純に計算しただけですので、内容に関する誤解があるかもしれません。

Qガス濃度の体積比(ppm)について

濃度1.0mg/mLのベンゼンを10μリットル使用して、1リットルの気化びんで作成した標準ガスの濃度を体積比(ppm)にて求めよ。なお、気化びんは減圧状態で使用し、添加後常圧とする。この時の室温は25℃して考えよ。

上記設問、学生時に勉強したPV=nRTの式を用いながら算出するとは思うのですが、そこまでで完全に止まってしまいました。これから勉強する人間に教えるつもりでご教授して頂ければと思います。宜しくお願い致します

Aベストアンサー

1.0mg/mLのベンゼン溶液10μLを採取して気化びんに導入してベンゼンを気化させます。
この気化したベンゼンの体積が気化びんの容量(1L)に対してどの程度であるかを求める問題です。

質問者様のPV=nRTを用いて気化したベンゼンの体積を求めるという考えで間違いありません。
問題文より、P=常圧=1atm、R=気体定数=0.082L・atm/K・mol、T=25℃=298K、がわかっていますので、n=ベンゼンのモル数、を求めれば、PV=nRTに代入して気化したベンゼンの体積を求めることができます。

では実際に計算してみます。

1.0mg/mLのベンゼン溶液10μL(=10*10^-3mL)中のベンゼンの量を求めます。
1.0*(10*10^-3)=1.0*10^-2 mg=1.0*10^-5 g
これをモル数に変換します。ベンゼンの分子量は78(g/mol)ですから、
(1.0*10^-5)/78=(1.0/78)*10^-5 mol
これを、式PV=nRTを用いて体積(L)に変換します。
1*V=(1.0/78)*10^-5*0.082*298
V=3.1*10^-6 L
1Lの気化びんの中に3.1*10^-6L存在するので、その濃度(割合)は、
(3.1*10^-6)/1=3.1*10^-6
となり、単位をppm(百万分率)にしないといけませんので、
(3.1*10^-6)*10^6=3.1 ppm
となります。

1.0mg/mLのベンゼン溶液10μLを採取して気化びんに導入してベンゼンを気化させます。
この気化したベンゼンの体積が気化びんの容量(1L)に対してどの程度であるかを求める問題です。

質問者様のPV=nRTを用いて気化したベンゼンの体積を求めるという考えで間違いありません。
問題文より、P=常圧=1atm、R=気体定数=0.082L・atm/K・mol、T=25℃=298K、がわかっていますので、n=ベンゼンのモル数、を求めれば、PV=nRTに代入して気化したベンゼンの体積を求めることができます。

では実際に...続きを読む

Q連続ガス置換の式

容積V[L]の配管に、濃度X0のガスAが入っています。
ここに、流量Q[L/min]でガスBを流し入れたとき(流したガスは、出口から抜けていく)、時間t[min]後のガスAの残留濃度Xが
X=X0・e^(-Qt/V)
で表されるそうなのです。
実際に、V, Qを決めてtの値を代入していき t vs X のグラフを描いてみたところ、tが0のときXが1で、tの増加とともにXが0への漸近線で減少していく形になりました。
すなわち、上式は連続ガス置換の式として正しいことが確認できました。

昔は、こんな対数式も簡単に理解できたはずなのですが、なぜこのような式になるのか、理解できません。
昔の知識を総動員して、以下のように式をいじってみましたが、「・・・だから、何?」という感じです。

X=X0・e^(-Qt/V)
両辺の対数を取って
log_e(X)=log_e{X0・e^(-Qt/V)}
    =log_e(X0)+log_e{e^(-Qt/V)}
    =log_e(X0)-Qt/V
Qt/V=log_e(X0)-log_e(X)
    =log_e(X0/X)

・・・ここまでいじくり回して、ギブアップしました。

なぜ、連続ガス置換の式が X=X0・e^(-Qt/V) になるのか、教えて下さい。

容積V[L]の配管に、濃度X0のガスAが入っています。
ここに、流量Q[L/min]でガスBを流し入れたとき(流したガスは、出口から抜けていく)、時間t[min]後のガスAの残留濃度Xが
X=X0・e^(-Qt/V)
で表されるそうなのです。
実際に、V, Qを決めてtの値を代入していき t vs X のグラフを描いてみたところ、tが0のときXが1で、tの増加とともにXが0への漸近線で減少していく形になりました。
すなわち、上式は連続ガス置換の式として正しいことが確認できました。

昔は、こんな対数式も簡単に理解できたはずなのですが、...続きを読む

Aベストアンサー

A の濃度が X のとき、配管内の A の量は X V。時間 dt の間に注入される B の量は Q dt で、これと置き換わる A の量は X V × (Q dt/V) = X Q dt。よって、
d(X V) = - X Q dt。
これから
dX/X = -(Q/V)dt。
積分すると
ln X = -(Q/V)t + c、
X = d e^{(-Q/V)t}。
ここで c と d は積分定数。
初期条件
t = 0 で X = X0
より
d = X0。
よって、
X = X0 e^{(-Q/V)t}
となります。

Q濃度換算について(mg/m3→ppm)

「環境空気中のベンゼン濃度95mg/m3をppmに換算せよ。
ベンゼンの分子量は78とする。」という問題を解きたいのです。ちなみに回答は29.8ppmなのですが、換算過程を教えて下さい。

Aベストアンサー

ちょっと情報不足ではないでしょうか。
試行錯誤して一応解答の29.8ppmにたどり着きましたが。

仮定1 求めるのは質量のppmではなくて、molのppmなんでしょう。
仮定2 温度は25℃、気圧は1atm

とした上で進めます。
(1)25℃での空気1m^3に含まれる分子のmol数=(1000/22.4)×(298/273)  
∵標準状態で気体1molあたり22.4リットル、1m^3=1000リットル

(2)空気1m^3に含まれるベンゼンのmol数=0.095/78

(3)
(2式)÷(1式)=29.78×10^-6

ppmはご存知かと思いますが、parts per million、いわば百万分率です。
したがって、29.8ppm

Q濃度(ppm)からミリグラム(mg)に換算方法を教えてください。

仕事上で濃度ppmからミリグラムに換算して、回答にしなければならないのです。回答方法が解らないので、教えてください。よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

#6です。補足見ました。

5×350/1000000=0.00175g=1.75mg

5g中に三酸化アンチモンは1.75mgあります。

Q体積の変化について

「水が摂氏100度で蒸気になったとき、その体積は約1700倍に膨張する。」という記述を読んだのですが、なぜそうなるのでしょうか。
手持ちの資料で調べたところ「あらゆる気体は圧力を一定に保っておく限り、温度が摂氏で1度変化するごとに摂氏0度における体積の1/273だけ変化する」という記述は見つけたのですが、液体から気体に変わった場合はどうなるのかは見つけられませんでした。
きっと探し方が悪いと思うのですが、物理はど素人なのでどこを探していいのか、どんな本を見ていいのかもわからないのです。
どなたかご説明していただけるととても嬉しいです。よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

普通、水1グラムは1mlですね。気体の状態方程式pV=(W/M)RTを使いp=1,M=水の分子量18、W=1(グラム)、R=0.082、T=273+100を代入するとV=1.699となります。
1mlから1.699lに体積が増えたので約1700倍ですよね。

Qガスクロのカラムを初めに使うとき

ガスクロのキャピラリーカラムを購入し、はじめて使用する場合、前もって空焼きなどをする必要があるのでしょうか?

ガスクロはほとんど初心者なのですが、新しい分析をするのに使用したいのですが、どうしたらよいかわからず困っています。

もし、なにかしないといけないことがあるのなら、方法等があればそれも教えて頂きたいです。(参考になる本や、HPがわかればお願いします。)
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

キャピラリカラムならば、から焼きは不要です。^o^
あまり気にせず使ってみて下さい。
あまり沢山サンプルを打ち込まなければOK、1μLのシリンジが良いのですが、扱いが面倒くさいです。

Q標準状態の液体や気体の変換方法を教えてください。

標準状態にある液体を気体に(その逆も)変換するときの計算方法を教えてください。ネットで検索すると色々な式が出ているのですが、どの単位で数値を入れればよいか等の基本的なことからわかりません。
お手数ですが、計算方法と素人でもかなり基礎的なところから勉強できるようなサイト等を教えてください。
かなりの素人なのでできるだけわかりやすい言葉で書かれているところがあればありがたいです。
よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

 No.1さんがすでに回答されていますが、補足的に。
 気体の状態方程式
PV = nRT
が基本ですが、単位は場合によって違うものが使われます。
 最も汎用性のある単位は、SI(国際単位系、“SI”はフランス語での頭文字です)に定められている単位です。
圧力:Pa(パスカル)
   Pa = N m^(-2)(ニュートン毎平方メートル))
     = J m^(-3)(ジュール毎立方メートル)
体積:m^3(立方メートル)
です。しかし、圧力と体積は、しばしば次の単位で表されます。SI単位との関係式をその下に記します。
圧力:atm(気圧)
   1 atm = 1.01325×10^5 Pa
体積:L(リットル)
   1 L = 10^(-3) m^3
物質量の単位はmol(モル)、温度(絶対温度、熱力学温度)の単位はK(ケルビン)です。セルシウス温度との関係は、次の通りです。
絶対温度/K = セルシウス温度/℃ + 273.15
たとえば、0 ℃を絶対温度に直すには、
絶対温度/K = 0 + 273.15 = 273.15 ∴絶対温度 = 273.15 K
となります。高校の範囲では、よく273 Kと省略して使われます。
 標準状態(0 ℃、1 atm)での1 molの理想気体の体積は、
約22.4141 L
です。No.1さんのご回答のように、よく22.4 Lと略して使われます。
 気体定数Rは、使う単位によって数値が異なります。SI単位を使うと、
R = 8.314510 J K^(-1) mol^(-1) (ジュール毎ケルビン毎モル)
となります。8.314と覚えておけばよいでしょう。単位の換算の際に、
J = N・m(ニュートン・メートル) = Pa・m^3(パスカル・立方メートル)
の関係が必要になります。
 単位atm、Lを使うと、気体定数は
R = 0.082057 atm L K^(-1) mol^(-1) (気圧・リットル毎ケルビン毎モル)
となります。私は高校でこちらを習いました。値は0.08206か0.0821と覚えておけばよいでしょう。
 それから、PV = nRTを次のように変換して使う場合があります。
 両辺をVで割って、P = (n/V)RTとし、モル濃度cの定義式c=n/Vを代入して、
P = cRT …(1)
としたりします。式(1)は、濃度平衡定数と圧平衡定数の間の変換を行う際に使ったりします。
 また、物質量nと質量m、モル質量M(無名数の原子量、分子量、式量に単位g/molをつけたもの)の間の関係
n=m/M
を代入して、
PV = (m/M)RT
これを変形して
PM = (m/V)RT
ここに、密度ρの定義式ρ=m/Vを代入して、
PM = ρRT …(2)
と変形し、この式(2)を使ったりします。
 全部の式を覚える必要はありません。必要最小限の関係式と定数の値、そして単位の間の関係を覚え、上のように式の代入、文字の消去をして、式を自在に変形できるようになっておきましょう(そして計算間違いのないように)。

 No.1さんがすでに回答されていますが、補足的に。
 気体の状態方程式
PV = nRT
が基本ですが、単位は場合によって違うものが使われます。
 最も汎用性のある単位は、SI(国際単位系、“SI”はフランス語での頭文字です)に定められている単位です。
圧力:Pa(パスカル)
   Pa = N m^(-2)(ニュートン毎平方メートル))
     = J m^(-3)(ジュール毎立方メートル)
体積:m^3(立方メートル)
です。しかし、圧力と体積は、しばしば次の単位で表されます。SI単位との関係式をその下に記します。
圧力:a...続きを読む

Q比重の単位って?もうわけわからない・・・。

比重というのは、単位はなんなのでしょうか??
鉄の比重を7.85で計算すると考え、以下の疑問に答えてもらいたいのですが、
縦100mm・横100mm・厚さ6mmの鉄板の重さを計算したい場合、
100×100×6×7.85で計算すると、471000になります。
全部mに単位をそろえて計算すると、
0.1×0.1×0・006×7.85で、0.000471になります。

これで正確にkgの単位で答えを出したい場合、
0.1×0.1×6×7.85で、答えは0.471kgが正解ですよね?

・・・全く意味が解かりません。普通、単位は全部揃えて計算するものですよね??なぜ、この場合、厚さだけはmmの単位で、縦と横はmでの計算をするのでしょうか?

比重ってのは単位はどれに合わせてすればいいのでしょうか?

そして円筒の場合はどのように計算するのでしょうか?
まず、円の面積を求めて、それに長さを掛けるのですよね?
これは円の面積の単位はメートルにして、長さはミリで計算するのでしょうか??
わけわからない質問ですみません・・・。もうさっぱりわけがわからなくなってしまって・・。うんざりせずに、解かりやすく、教えてくださる方いましたらすみませんが教えて下さい・・。

比重というのは、単位はなんなのでしょうか??
鉄の比重を7.85で計算すると考え、以下の疑問に答えてもらいたいのですが、
縦100mm・横100mm・厚さ6mmの鉄板の重さを計算したい場合、
100×100×6×7.85で計算すると、471000になります。
全部mに単位をそろえて計算すると、
0.1×0.1×0・006×7.85で、0.000471になります。

これで正確にkgの単位で答えを出したい場合、
0.1×0.1×6×7.85で、答えは0.471kgが正解ですよね?

・・・全く意味が解かりません。普通、単位は全部揃えて計算するものですよね??...続きを読む

Aベストアンサー

#3番の方の説明が完璧なんですが、言葉の意味がわからないかもしれないので補足です

比重は「同じ体積の水と比べた場合の重量比」です
水の密度は1g/cm3なので、鉄の密度も7.85g/cm3になります
(密度=単位堆積あたりの重さ)
重さを求める時は「体積×密度(比重ではありません)」で求めます

おっしゃるとおり、計算をする時は単位をそろえる必要があります
100(mm)×100(mm)×6(mm)×7.85(g/cm3)ではmmとcmが混在しているので間違いです
長さの単位を全部cmに直して
10cm×10cm×0.6cm×7.85(g/cm3)=471g=0.471kg
と計算します(cmとgで計算しているのでCGS単位系と呼びます)

円筒の場合も同様に
体積×密度で求めます
円筒の体積=底面積(円の面積半径×半径×円周率)×高さ
です

比重=密度で計算するならば、水が1gになる体積1cm3を利用するために長さの単位をcmに直して計算してください
計算結果はgで出るのでこれをkgに直してください

最初からkgで出したい時は
水の密度=1000(kg/m3)
(水1m3の重さ=100cm×100cm×100cm×1g=1000000g=1000kg)
を利用して
目的の物質の密度=1000×比重(kg/m3)
でも計算できます
(このようにm kgを使って計算するのがSI単位系です)

0.1×0.1×6×7.85は#4の方がおっしゃるとおり
0.1×0.1×0.006×1000×7.85の0.006×1000だけ先に計算したのだと思います

#3番の方の説明が完璧なんですが、言葉の意味がわからないかもしれないので補足です

比重は「同じ体積の水と比べた場合の重量比」です
水の密度は1g/cm3なので、鉄の密度も7.85g/cm3になります
(密度=単位堆積あたりの重さ)
重さを求める時は「体積×密度(比重ではありません)」で求めます

おっしゃるとおり、計算をする時は単位をそろえる必要があります
100(mm)×100(mm)×6(mm)×7.85(g/cm3)ではmmとcmが混在しているので間違いです
長さの単位を全部cmに直して
10cm×10cm×0.6cm×7.85(g...続きを読む


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