平成25年度 問28

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100 kPa、27℃の空気で充満されている100 m3の密閉した室内で、純度100%の硫黄96 gを完全燃焼させた。室内の二酸化硫黄濃度の増加に最も近い値はどれか。
ただし、気体定数R=8.3 m3 Pa 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。

  1. 22 volppm
  2. 267 volppm
  3. 249 volppm
  4. 747 volppm
  5. 22,400 volppm



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 × 8.3 m3 Pa K-1 mol-1 × 300 K / 100×103 Pa=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。

2024年3月10日