Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

5.3: تطبيقات قانون الغاز المثالي: الكتلة المولية والكثافة والحجم
فهرس المحتويات

JoVE Core
Chemistry

A subscription to JoVE is required to view this content.

Education
Applications of the Ideal Gas Law: Molar Mass, Density, and Volume
 
نسخة طبق الأصل

5.3: تطبيقات قانون الغاز المثالي: الكتلة المولية والكثافة والحجم

الحجم الذي يشغله مول واحد من المادة هو الحجم المولي. إن قانون الغاز المثالي، PV = nRT،  يقترح أن حجم كمية معينة من الغاز وعدد المولات في حجم معين من الغاز يختلفان باختلاف التغيرات في الضغط ودرجة الحرارة. في درجة الحرارة والضغط القياسيين، أو STP (273.15 K و 1 atm)، يحتوي مول واحد من الغاز المثالي (بغض النظر عن هويته) على حجم يبلغ 22.4 لتر — ويُشار إلى ذلك بالحجم المولي القياسي.

على سبيل المثال، يحتل مول واحد من كل من الهيدروجين أو الأكسجين أو الأرجون أو ثاني أكسيد الكربون  22.4 لتر في ظروف STP. وهذا يعني ضمناً أن 0.5 مول من أي غاز في ظروف STP يشغل حجماً قدره 11.2 لتر، وبالمثل، 2 مول من أي غاز في ظروف STP يشغل حجماً قدره 44.8 لتر

قانون الغاز المثالي عالمي، يرتبط بضغط الغاز وحجمه وعدد المولات ودرجة الحرارة بغض النظر عن الهوية الكيميائية للغاز:

Eq1

ومن ناحية أخرى، فإن كثافة الغاز d تتحدد وفقاً لهويته. الكثافة هي نسبة الكتلة فوق الحجم. تؤدي إعادة ترتيب معادلة الغاز المثالية لعزل V والاستعاضة عنها بمعادلة الكثافة إلى:

Eq2

النسبة m/n التي هي، الكتلة على المولات، هي تعريف الكتلة المولية، M:

Eq3

ثم يمكن كتابة معادلة الكثافة في شكل

Eq4

تخبرنا هذه المعادلة بأن كثافة الغاز تتناسب طرديّاً مع الضغط والكتلة المولية، وتتناسب عكسياً مع درجة الحرارة. على سبيل المثال، يكون CO2 (كتلته المولية = 44 غ/مول) أثقل من N2 (كتلته المولية = 28 غ/مول) أو O2 (كتلته المولية = 32 غ/مول)، ولذلك فهو أكثر كثافة من الهواء. ولهذا السبب،فإن CO2 المنبعث من طفاية حريق CO2 يقوم بتغطية الحريق، بمنع O2 من الوصول إلى المواد القابلة للاشتعال. تعتمد ظاهرة رفع بالونات الهواء الساخن على العلاقة بين الغازات ذات الكتل المولية المتساوية (مثل الهواء) وكثافات أقل عند درجات حرارة أعلى، وبالتالي يمكن أن تطفو بالونات الهواء الساخن.

هذا النص مقتبس من Openstax, Chemistry 2e, Section 9.3: Stoichiometry of Gaseous Substances, Mixtures, and Reactions.

Tags

Ideal Gas Law Pressure Volume Moles Temperature Gas Constant STP Molar Volume Density Molar Mass

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter