脚注 16
温度は,熱とエントロピーの回に扱うが,少しのべておく.
物質は,振動や回転などの運動によって,エネルギーを蓄えることができる.エネルギーの分布の仕方が,温度である.もちろん,温度が高いときには,蓄えられている,エネルギーの総量は大きい.しかし,総量よりも,異なった状態でいる分子の種類が多いほうが重要である.異なったエネルギー値をもった分子の分布が広いほど,温度が高い.存在する分子が,同じエネルギーを持てば,温度は極めて低い.
van der Waals の式の補正項
補正項の a, b は,臨界点における,臨界圧力 (Pc) と臨界温度 (Tc) から求めることができる.
a = 27 R2 Tc2 / 64 Pc
b = R Tc / 8 Pc
参考 日本化学会 ( 編),化学便覧 4版,丸善,1993.
水は,圧力が高くなると,融点か低下する(約2000気圧以下).つまり,解ける.ふつうの物質は,融点は,上昇する.
表 種々の物質における,圧力と融点.水だけが異なる.
| 100 MPa (1000 気圧) | |
水 | 0.0 | -9.0 |
エタノール | -114.1 | -108 |
1-ブタノール | -89.8 | -77.2 |
シクロヘキサン | 6.6 | 32.5 |
ベンゼン | 5.5 | 33.4 |
ナフタレン | 78.2 | 115.7 |
四塩化炭素 | -23.0 | 14.2 |
ナトリウム | 97.8 | 106 |
カリウム | 63.7 | 78 |
参考 CRC Handbook of chemistry and physics, 80版,CRC Press,1999.
濃度は,注目する物質の割合である.化学では,単位体積中もしくは単位質量中の物質の量である.目的に応じて,体積ベースと質量ベースの2種類が,使い分けられる.体積ベースの濃度は,実験などで操作が簡単になるが,体積は,温度や圧力で変化するので,うっかりすると不正確になる.体積ベースの濃度は,溶媒の物質量がわからない.質量ベースは,操作はやりにくなるが,溶質と溶媒が共に,常に正確な値になる.
溶解度 溶液 100 g に含まれる,溶質のグラム数が一般的.溶質のモル数の場合もある.
溶解度積 溶解性が極めて低い物質(難溶性塩)についての指標.
比重
密度
体積パーセント 溶質x ml に溶媒を加え,100mlにしたとき,x vol %.
質量パーセント 溶質x g に溶媒を加え,100gにしたとき,x wt %.
モル濃度 溶液1L に含まれる溶質のモル数.溶質についてのみ,正確な扱いができる.
重量モル濃度 溶媒 1 kg に対する溶質のモル数.
モル分率 均一な相に含まれる,成分のモル数の比.
表 r16.2 水-エタノール溶液の濃度
エタノール濃度 | 水濃度 | エタノール濃度 | 比重注 | エタノール濃度 | 水のモル分率 |
vol % | vol % | wt % | mol / kg | ||
0 | 100.00 | 0.00 | 1.0000 | ||
15 | 86.20 | 12.15 | 0.9812 | ||
20 | 81.74 | 16.28 | 0.9763 | ||
40 | 63.44 | 33.38 | 0.9523 | ||
60 | 43.73 | 52.16 | 0.9141 | ||
80 | 22.87 | 73.54 | 0.8645 | ||
100 | 0.00 | 100.00 | 0.7947 |
参考 アルコールハンドブック,9版,技報堂,1997.
注 この表での比重は,15℃の水の単位体積の質量に対する,同じ体積の溶液の質量の比
体積パーセントでは,エタノールのvol %と水のvol %をたしても,100%にならないことに注意すること.質量パーセントでは,足したら,100 % になる.
相対湿度は,飽和水蒸気圧に対する割合である. (いわゆる湿度は,相対湿度である. )
絶対湿度は,大気圧に対する,水の蒸気圧 である.
例えば,20℃における,水の飽和水蒸気圧は,0.023気圧であるが,湿度70%ときには,
0.023 x 0.7= 0.016
空気には,0.016気圧に相当する水蒸気が含まれるのである.
表 r16 塩化カルシウムの溶解度と除湿剤としての限界
温度 | 溶解度 | 質量モル濃度 | 水の質量モル濃度 | 水のモル分率注 | 水の蒸気圧 |
℃ | g/sat 100g | mol/kg | mol/kg | % | atm |
0 | 37.3 | 3.36 | 34.8 | 0.78 | 0.006 |
10 | 39.3 | 3.54 | 33.7 | 0.76 | 0.012 |
20 | 42.7 | 3.85 | 31.8 | 0.73 | 0.023 |
30 | 50.0 | 4.50 | 27.8 | 0.67 | 0.042 |
40 | 53.4 | 4.81 | 25.9 | 0.64 | 0.073 |
60 | 57.8 | 5.21 | 23.4 | 0.60 | 0.197 |
80 | 59.5 | 5.36 | 22.5 | 0.58 | 0.467 |
100 | 61.4 | 5.53 | 21.4 | 0.56 | 1.000 |
注 空気の湿度がこの値より大きい時には,除湿剤として働く.塩化カルシウムは,イオン化して,3つのイオンになるので,イオンのモル数は3倍になる.
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