気体の単元をまとめました。ボイルの法則から分圧、蒸気圧までです。

#ボイルシャルルの法則　途中式　計算　高校化学　エンジョイケミストリー
ボイルの法則とシャルルの法則からボイルシャルルの法則を導き出す計算をしています。
内容
一定量の気体における温度一定での圧力と体積の関係を#ボイルの法則 、同じく圧力一定での絶対温度と体積の関係を#シャルルの法則 といいますが、この２つの法則を合体させ、一定量の気体における、圧力、体積、絶対温度の関係をボイルシャルルの法則と呼んでいます。導入では状態変化を２段階に分けて説明していますが、ボイルシャルルの法則の良いところは途中の経由状態に関係なく、最初の状態から条件を当てはめて最後の状態の未知要素の数値を求められるところです。
また、圧力、絶対温度、体積を三次元空間で状態変化を説明しています。

CHEMISTRY

ボイルシャルルの法則　途中式　計算　高校化学　エンジョイケミストリー　113103

#気体の状態方程式　計算　コツ　#分子量　#密度　高校化学　エンジョイケミストリー
気体の状態方程式をボイルシャルルの法則から気体定数を導く方法を中心に講義しています。
内容
ボイルシャルルの法則を学習すると、一定値がどういう意味をもっているのかが気になってきます。標準状態で１molの気体は種類に関係なく22.4Lを占めますが、この事実をボイルシャルルの法則に当てはめれば気体定数を求めることができます。そして、気体の状態方程式を用いて、圧力、体積、絶対温度、気体に物質量を求めるだけでなく、物質量を気体の質量とモル質量（分子量）に置き換えた状態方程式も自在に使えるようになる必要があります。さらに気体の質量と体積から密度を変数として状態方程式を表現することもできます。

気体の状態方程式　計算　コツ　分子量　密度　高校化学　エンジョイケミストリー113201

#ボイルの法則　分かりやすく　#反比例　#高校化学　エンジョイケミストリー
大変有名なボイルの法則を気体の性質とともに解説しています
内容
ボイルの法則は一定量の気体を温度一定にしたときの圧力と体積の関係性を示す法則です。圧力と体積が反比例の関係にあることはあまりにも有名すぎますが、どうしてこのようなことが言えるのか。これは気体の性質にかなり関係します。液体や固体と比べて気体が決定的に違うのは粒子間の距離がとてつもなく大きいということです。これにより粒子間には相互作用が働きません。お互い自由気ままに運動しているがゆえにボイルの法則が成り立つのです。

ボイルの法則　分かりやすく　反比例　高校化学　エンジョイケミストリー　113101

#水上置換　#水面一致　#補正計算　高校化学　エンジョイケミストリープラス
水上置換で気体を捕集したときのメスシリンダー内の水面の高さを一致させる意味と補正の計算について講義しています。
内容
水上置換で気体を捕集するとき、水槽の水面とメスシリンダー内の水面を一致させるのはなぜでしょうか。理由は単純で大気圧とメスシリンダー内の圧力を一致させるためです。しかし、発生する気体量が少ない場合、メスシリンダーを上下させて水面を水槽と一致させることが困難な場合があります。このときは水面差による補正計算が必要になります。実際の実験ではそれほど大きな圧力差にはならないので、無視されることが多いですが、水上置換の気体問題は分圧、水蒸気圧の計算が絡むなどただでさえ複雑なところに水面差による補正の問題まで絡める出題があります。おまけに水銀の密度を与えてどうやって計算するのか！と言いたくなる受験生はたくさんいます。そんな受験生に送る簡単な計算説明です。

水上置換　水面一致　補正計算　高校化学　エンジョイケミストリープラス　113252

#理想気体　#実在気体　違い　グラフ　#高校化学　エンジョイケミストリー
理想気体と実在気体の違いと実在気体がどのような条件で理想気体に近づくかを説明しています。
内容
ボイルの法則、シャルルの法則から気体の状態方程式を導きますが、実際気体分子には気体分子自身の体積と質量が存在するため、分子間引力や自身の体積が理想気体との誤差になります。事実、気体は温度を下げるとどこかのタイミングで凝縮するため絶対零度まで気体であり続けることはあり得ませんが、気体の状態方程式を使うには実在気体を理想気体としてある程度見なさないと計算できません。我々が生活している常温常圧圏内では実在気体は理想気体と見なしていいことも含めて、実在気体と理想気体の違いを理解します。
【訂正】
12:03 ～ 12:14 に表示される赤文字のテロップは「分子間力の影響」ではなく「気体分子自身の体積の影響」です。訂正いたします。

理想気体　実在気体　違い　グラフ　高校化学　エンジョイケミストリー　113205

#シャルルの法則　#絶対温度　高校化学　エンジョイケミストリー
圧力一定の下で一定量の気体の体積は絶対温度に比例するシャルルの法則について説明しています。
内容
シャルルの法則は#セルシウス温度 でも定義されますが、１℃の温度変化で０℃のときの気体の体積の２７３分の１が変化するという苦し紛れな説明をしなければなりません。実際には絶対温度を導入して気体の体積と絶対温度の比例関係を語るのがシャルルの法則です。基本、ボイルもシャルルもこれから学習する「ボイル・シャルルの法則」や「気体の状態方程式」の足掛かり的な単元ですが、計算問題ではついうっかりセルシウス温度を代入して失点する例が大部分です。

シャルルの法則　絶対温度　高校化学　エンジョイケミストリー　113102

#水上置換　#水蒸気圧　#分圧　実験　高校化学　エンジョイケミストリー　113204
水上置換法の実験をもとに捕集気体の物質量計算をしています。
内容
水上置換は上方置換や下方置換と違い、水を介することによって確実に発生気体を捕集することができると思われていますが、水を通すため、気液平衡による水の蒸気圧を無視できません。発生した気体の体積を読み取ってもその気体は混合気体であるため、水の蒸気圧を差し引く必要があります。水上置換法の実験を実際にするとともに、得られた体積値から生成した水素の物質量を求める計算をしています。

水上置換　水蒸気圧　分圧　実験　高校化学　エンジョイケミストリー　113204

#平均分子量　計算　#混合気体　#高校化学　エンジョイケミストリー
平均分子量の初歩的な計算を解説しています。
内容
混合気体を考える上で平均分子量を求めることはよくあります。一番身近な混合気体は空気ですが、平均分子量は体積比で窒素：酸素＝４：１の場合、平均分子量は２８．８です。一般的にこれより分子量が大きいか小さいかによって空気と比較した軽重を判断します。
平均分子量はどのようにして求めるのか、その計算根拠を考えます。

平均分子量　計算　混合気体　高校化学　エンジョイケミストリー　113203

#分圧　求め方　計算　#高校化学　エンジョイケミストリープラス
分圧の計算の初歩の初歩について語っています。
内容
分圧の定義を説明せよと言われて#ドルトンの分圧の法則 を説明する学生はたくさんいますが、ドルトンの分圧の法則はあくまでも「法則」であり、定義ではありません。分圧の定義は混合気体の全体積を混合気体のある特定の気体だけに占めさせたときに示す圧力を言います。これを理解しているか否かで分圧の入試問題が得点源になるか、足枷になるかが決まってきます。今回はそんな分圧の定義の中でも初歩の初歩について講義しています。気体問題の難しいところは圧力が異なる場合、２Lの気体と３Lの気体を１０Lの容器に入れてくださいと言われたときに、体積をそのまま足せないところにあります。ここでまずブレーキがかかってしまう傾向があります。これは温度一定であればボイルの法則でクリアできますし、温度が変化するのであればボイル・シャルルの法則が有効です。

分圧　求め方　計算　高校化学　エンジョイケミストリープラス　113251

#分圧　求め方　#混合気体　#ドルトンの分圧の法則　高校化学　エンジョイケミストリー
混合気体の分圧の定義に関する講義
内容
入試で出題されやすい混合気体の分圧はともするとドルトンの分圧の法則があまりに全面に出すぎるため、入試問題を解く上での障害になっています。ドルトンの分圧の法則はあくまでも法則であり、分圧の定義の方が圧倒的に重要です。ドルトンの分圧の法則を知っていれば解けるような問題は点差がつきません。分圧の定義を理解していないと解けないような問題は世にいくらでも存在しますが、分圧の問題が解けない理由を知らずに入試に突入していく受験生は五万といます。他の受験生から一方前に出ることをお勧めします。

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気体のまとめ #8

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