ドルトンの法則と分圧

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ドルトンの法則と分圧の違い

ドルトンの法則 vs. 分圧

ドルトンの法則（ドルトンのほうそく、）、あるいは分圧の法則とは、理想気体の混合物の圧力が各成分の分圧の和に等しいことを主張する法則であるアトキンス『物理化学』 pp.21-22。 1801年にジョン・ドルトンにより発見された。 この法則は、気体が理想的な混合をしている系における近似法則である。理想混合系において、複数の気体からなる混合気体を容器に入れたときのある温度での圧力（全圧）は、それぞれの気体を単離して同じ容器に入れたときの同じ温度での圧力（分圧）の和に等しい。つまり、成分 の分圧を とすると、全圧 は で与えられる。化学反応によって物質量の増減が生じないとき、理想気体の混合系は理想混合系となる。理想気体の状態方程式から、成分 の物質量を とするとき、温度 、体積 での分圧 は で与えられる。ドルトンの法則から全圧は となる。理想気体において状態方程式の形は気体の種類によらない。これは混合系においても同じで、容器内の気体の分子数にのみ依存し、個別の分子の種類にはよらない。また、全圧に対する分圧の比は となり、モル分率に等しくなる。 理想混合系において、混合によるヘルムホルツエネルギーの変化はない。言い換えれば、各成分を単離した純粋系におけるヘルムホルツエネルギーの和に等しい田崎『熱力学』 p.175。つまり、温度 、体積 、物質量 の理想混合系におけるヘルムホルツエネルギーは で与えられる。 は純粋な成分 の系のヘルムホルツエネルギーである。 圧力はヘルムホルツエネルギーの体積による偏微分で与えられるので となる。ここで は成分 を単離して、同じ温度と体積にしたときの圧力、つまり分圧である。これを代入すればドルトンの法則が導かれる。. 多成分からなる混合気体において、ある1つの成分が混合気体と同じ体積を単独で占めたときの圧力を、その成分の分圧 (）という。たとえば酸素の分圧は酸素分圧と呼ばれる。 ドルトンの分圧の法則によれば、混合気体の圧力（全圧）は各成分の分圧の和に等しい。よって、分圧の法則が成り立つ混合気体であれば、ある成分 の分圧 は のように全圧 に係数としてモル分率 を使って簡単に表すことができる。混合気体が理想気体の状態方程式 に従うなら、この混合気体では分圧の法則が成り立つ。すなわち、理想混合気体の成分 の分圧は で表すことができる。それに対して混合気体が に従わないときには、ふつうは分圧の法則が成り立たないので である。.

体積

体積（たいせき）とは、ある物体が 3 次元の空間でどれだけの場所を占めるかを表す度合いである。和語では嵩（かさ）という。.

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圧力

圧力（あつりょく、pressure）とは、.

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ジョン・ドルトン

ョン・ドルトン（John Dalton, 1766年9月6日 - 1844年7月27日）は、イギリスの化学者、物理学者ならびに気象学者。原子説を提唱したことで知られる。また、自分自身と親族の色覚を研究し、自らが先天色覚異常であることを発見したことによって、色覚異常を意味する「ドルトニズム (Daltonism)」の語源となった。.

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理想気体

想気体（りそうきたい、ideal gas）または完全気体（かんぜんきたい、）は、圧力が温度と密度に比例し、内部エネルギーが密度に依らない気体である。気体の最も基本的な理論モデルであり、より現実的な他の気体の理論モデルはすべて、低密度で理想気体に漸近する。統計力学および気体分子運動論においては、気体を構成する個々の粒子分子や原子など。の体積が無視できるほど小さく、構成粒子間には引力が働かない系である。 実際にはどんな気体分子気体を構成する個々の粒子のこと。気体分子運動論では、構成粒子が原子であってもこれを分子と呼ぶことが多い。にも体積があり、分子間力も働いているので理想気体とは若干異なる性質を持つ。そのような理想気体でない気体は実在気体または不完全気体と呼ばれる。実在気体も、低圧で高温の状態では理想気体に近い振る舞いをする。常温・常圧では実在気体を理想気体とみなせる場合が多い。.

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東京化学同人

株式会社 東京化学同人（とうきょうかがくどうじん）は、主に理・工・農・薬・医・家政学系などの教科書類、専門書、辞典類および雑誌を出版・販売する日本の出版社。.

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気体

気体（きたい、gas）とは、物質の状態のひとつであり岩波書店『広辞苑』 第6版 「気体」、一定の形と体積を持たず、自由に流動し圧力の増減で体積が容易に変化する状態のこと。 「ガス体」とも。.

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濃度

濃度（のうど）は、従来、「溶液中の溶質の割合を濃度という、いろいろな表し方がある。質量パーセント濃度、モル濃度等」（日本化学会編 第2版標準化学用語辞典）と定義されている。しかし、濃度をより狭く「特に混合物中の物質を対象に、量を全体積で除した商を示すための量の名称に追加する用語」（日本工業規格(JIS)）『JISハンドブック 49 化学分析』日本規格協会;2008年と定義している場合がある。 後者に従えば「質量モル濃度」と訳されているMolarityは「濃度」ではない。しかし、MolarityやMolalityにそれぞれ「質量モル濃度」「重量モル濃度」等「～濃度」以外の訳語は見られない。.

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