高圧ガス製造保安責任者 乙種機械 学識 練習問題 第8問: 水素75 mol%、窒素25 mol%の混合気体が、容器内に全圧（絶対圧力）2.0 MPaで入っている。この混合気体について、正しいものはどれか。気体は理想気体

「窒素の分圧は、全圧に窒素のモル分率0.25を掛けた0.5 MPa」が正しい記述です。理想気体の混合気体では、各成分の分圧は全圧にその成分のモル分率を掛けた値で（ドルトンの分圧の法則）、窒素は2.0×0.25＝0.5 MPa、水素は2.0×0.75＝1.5 MPaです。

分圧は全圧を成分の数で等分した値ではないので、水素と窒素がどちらも1.0 MPaになるわけではありません。分圧を決めるのは質量分率ではなくモル分率です。

水素の質量分率（0.75×2）÷8.5≒0.18を全圧に掛けると約0.35 MPaになりますが、これは分圧ではありません。平均分子量はモル分率で重み付けして0.75×2＋0.25×28＝8.5 g/molとなり、単純平均の15 g/molではありません。

窒素の質量分率は（0.25×28）÷8.5＝7÷8.5≒0.82で、約0.18は水素の質量分率です。混合気体の各成分の分圧は、全圧にその成分のモル分率を掛けて求めます。