問題 2

CO と

\ce{CO2}

の気体混合物において、炭素 : 酸素 = 1 : 2 の質量比が測定された。2.1 混合物の質量百分率組成を計算せよ。2.2 体積百分率組成を計算せよ。2.3 両方の気体が混合物中に同時に存在できないような炭素 : 酸素質量比の値を示せ。

ステップ 4/4: 許されないC:O比

\tfrac{m_C}{m_O} = \tfrac{12}{16}\;(\text{pure } \ce{CO})\quad\text{or}\quad \tfrac{12}{32}\;(\text{pure } \ce{CO2})

分析

質量比 $m_C/m_O$ は純成分比 $12/16$ （CO）と $12/32$ （ $\ce{CO2}$ ）の加重平均である。中間の値はすべて実在の混合物に対応するが、両端の値 $12/16$ と $12/32$ は単一の純気体に対応し、その比では両方の気体が同時に存在できない。

よくある誤り. 1:2という比は12/32と12/16の間にあるので混合物は可能だが、区間 [12/32, 12/16] の外の比は「単一気体」どころか全く不可能である。