溶液の性質（知識）の問題
水に対する気体の溶解度について述べた文として最も適当なものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。ただし、水の量は一定とする。
- ア 水に溶けにくい気体の水への溶解度は、温度が高いほど大きくなる。
- イ 温度が一定のとき、水に溶ける窒素の物質量は、水に接している窒素の圧力に比例する。
- ウ 温度が一定のとき、水に接している酸素の圧力を 2 倍にすると、水に溶ける酸素の物質量は 倍になる。
- エ アンモニアのように水に非常によく溶ける気体でも、ヘンリーの法則はよく成り立つ。
この問題で使うもの
- 気体の溶解度とヘンリーの法則（説明と入口の問題）
この問題を解けるようになるまで（12 技能）
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
「気体の溶解度とヘンリーの法則」の知識を使います。温度による変化と、圧力による変化を分けて考えましょう。
ヒント 2
ヘンリーの法則では、温度一定のとき、溶ける気体の物質量はその気体の圧力に比例します。また、この法則が成り立つのは溶けにくい気体です。
ヒント 3
温度が上がると熱運動が激しくなって気体が水から逃げやすくなるので、アは除けます。ウは「比例」と「反比例」のどちらになっているかを確かめ、エはアンモニアがどのくらい水に溶けるかを思い出しましょう。
答えと解説
答えを見る
イ
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解説を読む
使う知識は「気体の溶解度の温度変化」と「ヘンリーの法則」です。
ヘンリーの法則: 温度が一定のとき、一定量の溶媒に溶ける気体の物質量（または質量）は、その気体の圧力（混合気体ではその気体の分圧）に比例する。この法則は、窒素や酸素のような溶解度の小さい気体で成り立ち、水に非常によく溶ける気体では成り立ちにくい。
選択肢を 1 つずつ確かめます。
- ア 誤り。温度が高くなると気体分子の熱運動が激しくなり、溶けていた分子が液体から飛び出しやすくなるので、気体の溶解度は温度が高いほど小さくなる（炭酸飲料を温めると泡が出ることからもわかる）。「大きくなる」が誤り。
- イ 正しい。窒素は水に溶けにくい気体なので、ヘンリーの法則が成り立ち、溶ける物質量は窒素の圧力に比例する。
- ウ 誤り。酸素も水に溶けにくい気体で、ヘンリーの法則より溶ける物質量は圧力に比例するので、圧力を 2 倍にすると溶ける物質量は 2 倍になる。「 倍」が誤り。なお、溶けた気体の体積を、溶かしたときの圧力のもとで測ると、圧力によらず一定になる。物質量と体積を取り違えないように注意する。
- エ 誤り。アンモニアや塩化水素のように水に非常によく溶ける気体は、水と反応したり強く結びついたりするため、ヘンリーの法則は成り立ちにくい。
したがって、正しいものは イ である。
別解
ア 気体の水への溶解度は、温度が高いほど小さくなる（溶解度は温度上昇で減少）。誤り。
イ ヘンリーの法則により、温度一定で一定量の水に溶ける気体の物質量は、その気体の圧力に比例する。窒素のように水に溶けにくい気体で成り立つ。正しい。
ウ 圧力を 2 倍にすると、溶ける物質量は 2 倍になる。 倍は誤り。
エ アンモニアのように水によく溶ける気体は、水と反応するなどのため、ヘンリーの法則はよく成り立たない。誤り。
よって答えはイ。