돌턴의 분압법칙. He 기체 4 g을 넣었더니 0.2기압

돌턴의 분압법칙. He 기체 4 g을 넣었더니 0.2기압

 

 

다음은 기체의 부분 압력을 알아보기 위한 실험이다.

(가) 일정한 온도에서 진공 상태의 밀폐된 강철 용기에 He 기체 4 g을 넣었더니 0.2기압이 되었다.

(나) (가)의 강철 용기에 Ne 기체를 더 넣었더니 0.5기압이 되었다.

(다) (나)의 강철 용기에 O2 기체를 더 넣었더니 1.0기압이 되었다.

 

(다)에 대한 설명으로 옳은 것만을 [보기]에서 있는 대로 고르시오.

(단, 원자량은 He=4, O=16, Ne=20이다.)

 

[보기]

a) He의 몰분율은 0.2이다.

b) Ne의 질량은 30 g이다.

c) 부분 압력은 O2가 He의 2.5배이다.

 

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▶ 돌턴의 분압법칙 설명 https://ywpop.tistory.com/48

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He의 분압 = 0.2 atm ... (가)

Ne의 분압 = 0.3 atm ... 0.5 – 0.2 = 0.3 atm

O2의 분압 = 0.5 atm ... 1.0 – 0.5 = 0.5 atm

---> 전체 압력 = 1.0 atm

 

 

P_a = X_a • P_tot

X_a = P_a / P_tot

 

 

He의 몰분율 = 0.2 atm / 1.0 atm = 0.2

Ne의 몰분율 = 0.3 atm / 1.0 atm = 0.3

O2의 몰분율 = 0.5 atm / 1.0 atm = 0.5

 

 

He의 몰질량 = 4 g/mol 이므로,

(가)에서 4 g He의 몰수를 계산하면,

4 g / (4 g/mol) = 1 mol He

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

 

X_He = n_He / n_t 이므로,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2659 )

He의 몰분율과 He의 몰수로부터 전체 몰수(n_t)를 계산하면,

n_t = n_He / X_He

= 1 mol / 0.2 = 5 mol

 

 

Ne의 몰수를 계산하면,

n_Ne = X_Ne × n_t = 0.3 × 5 mol = 1.5 mol Ne

 

Ne의 몰질량 = 20 g/mol 이므로,

1.5 mol Ne의 질량을 계산하면,

1.5 mol × (20 g/mol) = 30 g Ne

 

 

O2의 분압 / He의 분압 = 0.5 / 0.2 = 2.5

 

 

답: a), b), c)