22.4L/molであることの求め方や導出過程!意外と使えないよツイートシェアはてブ1LINEPocket2昨日、こういう質問が来ました。問題:酸素は0°C、1.0×105Paで、1Lの水に49mL溶ける。0°C、5.0×105Paで、水1Lに溶ける酸素は、0°C、5×105Paで何mLか。質問内容この質問に対しての解説動画では、ヘンリーの式の、左辺のn(気体のを、気体の状態方程式を使って求めています。左辺のnについて、モル利用(49/22.4)を使えないのですか?左辺のnの求め方について、使い分けがあるんですか?ヘンリーの法則がわからない人のために、もっとざっくり質問内容は、49mLの気体の体積がわかってんだったら、なんで22.4を使わず状態方程式で解いたのか?っていう質問です。この疑問って思ったことある人が多いと思います。体積を見たら全て22.4で割る習慣ができている人もいます。22.4L/molを使ってはいけない状況も実はかなりたくさんあるんです。標準状態で1molあたりの体積なので、P=1.013×105Pa(=101.3kPa),n=1mol、R=8.31×103=8.31k、T=0°C=273Kこの時の体積を求めればいいので、状態方程式に代入して、ちなみに、このk(キロ)=103です。この使い方は補助単位の記事で学んでください。キロを使うことで、キロ同士が相殺されます。よって標準状態の時の気体分子1molの体積は22.4Lとなります。「同温、同圧の時、同数の分子を含む場合気体の体積は同じである」ことが示されているんだ。分子の数が1mol=6.02×1023個の時は、同温同圧ならば、気体の体積は同じになります。よって標準状態のとき気体の体積が44.8Lだったら、その気体の物質量は、2.00molになります。これは、確かに革命的に計算が楽になります。本来だったら、(101.3k)(44.8)=n(8.31k)(273)を解かなければならないのですから。大幅に計算の負担が減ります。肝に命じて欲しいのが、これは標準状態のみ使えるのです。導出するときに標準状態の数字を入れて22.4Lを導出していますよね。気体の圧力が1.5×105Paの場合は使えないし、気体の温度がT=300Kの時も使えません。問題:酸素は0°C、1.0×105Paで、1Lの水に49mL溶ける。0°C、5.0×105Paで、水1Lに溶ける酸素は、0°C、5×105Paで何mLか。このとき使えるんじゃね?って思いませんか?ただこのとき「少し怖い」という感覚を持って欲しいのです。1.0×105Pa、0°Cで22.4L/molを使うのは危険である理由1.013×105Paにおける1molの体積が22.4です。答えは大きくは変わらないけど、少しは変わるのです。先ほどの導出を101.3kPaではなく、100kPaにすると以下のようになります。確かに、これで問題なくいける場合もありますが、若干答えの数字が模範解答と異なることがあります。化学の計算問題の観点でも話します。問題:酸素は0°C、1.0×105Paで、1Lの水に49mL溶ける。0°C、5.0×105Paで、水1Lに溶ける酸素は、0°C、5.0×105Paで何mLか。この問題文を見てもらえればわかりますが、有効数字2桁です。受験化学コーチわたなべそもそも有効数字2桁の問題に有効数字3桁の22.4を使うのが好ましくない。基本的に状態方程式を使いましょう。問題文に「この気体は標準状態とする」と書かれているときには、堂々と22.4L°/molを使いましょう。問題文に書かれていたら、そりゃあもう100%使えます。しょうごえ〜、でも状態方程式を使うのって、結構面倒なんだよな〜って思うかもしれませんが、こういう問題の状態方程式は、RやPなどかなりの部分が約分されます。意外と計算自体面倒じゃないことも多いのですよ。化学基礎ツイートシェアはてブ1LINEPocket2feedly質量保存の法則とは?発見した人や内容をスッキリまとめてみた化学式とは?受験化学で覚えておくべき化学式を一覧にまとめてみたRECOMMENDこちらの記事も人気です。受験化学コーチわたなべ浪人の夏休みまで死ぬほど勉強したにも関わらず偏差値50を割ることも。そんな状態から効率よく化学を学び化学の偏差値を68まで爆発的に伸ばした。その経験を塾講師としてリアル塾で発揮するも、携われる生徒の数に限界を感じ化学受験テクニック塾を開講。自己紹介の続きを読む。浪人時に化学の偏差値を爆上げした経験から塾講師として活躍。塾で教えていた時に感じたカリキュラムへの違和感や、もっと多くの人の成績をあげられるようにしたいと決意し、大学3年生の時に「化学受験テクニック塾」を開設。