1bar（105Pa）、27℃の空気で充満されている100m³の密閉した室内で、純度100%の硫黄96gを完全燃焼させた。室内の二酸化硫黄濃度の増加（volppm）に最も近い値はどれか。ただし、気体定数R=0.083 L・bar・K-1・mol-1、硫黄の原子量は32、酸素の原子量は16とし、室内の温度上昇は無視できるものとする。
- 22
- 67
- 249
- 747
- 22,400
解答解説
正答は4番です。
硫黄の原子量は32であり、純度100%の硫黄96gは3molです。また硫黄1molが燃焼する時、1molの二酸化硫黄が生成します。
S + O2 = SO2
理想気体の状態方程式PV=nRTより、生成する二酸化硫黄の体積を求めます。
V＝nRT/P＝3 mol × 0.083 L・bar・K-1・mol-1 × 300 K / 1 bar＝74.7 L＝0.0747 m3
100 m3の密閉した室内に対して燃焼する硫黄96gは微小量ですので、燃焼時の体積や温度への影響は無視すると考えます。空気100 m3に対し二酸化硫黄0.0747 m3のため0.0747/100＝0.000747（747×10-6）、ppmオーダーで表すため1,000,000（106）で割ると747volppmです。
