عدد مولات الغاز

يُعرّف المول (بالإنجليزية: Mole) للمادة النقية بأنه كتلة المادة بالجرام، والتي تساوي عدديًا الكتلة الجزيئية بوحدة الكتل الذرية (amu)، ويحتوي مول واحد من أي مادة على عدد جزيئات أفوجادرو، فعلى سبيل المثال، يحتوي الكربون على كتلة ذرية تساوي بالضبط 12.0 من وحدة الكتلة الذرية، وبالتالي فإن مول من الكربون يساوي 12 جرامًا، أما بالنسبة للغازات، فإن مول واحد من الغاز المثالي يشغل حيزًا حجمه 22.4 لترًا عند درجة الحرارة والضغط القياسيان STP؛ وهما صفر درجة مئوية وضغط جوي واحد.[١]


كيفية حساب عدد مولات الغاز

يتم حساب عدد مولات الغاز عن طريق قانون يربط الضغط، والحجم، ودرجة الحرارة، بصيغة بسيطة ويسمى قانون الغاز المثالي، وتعد بساطة هذه العلاقة سببًا كبيرًا في التعامل مع الغازات على أنها مثالية، وهذا القانون هو:[٢]


PV = nRT


حيث:

  • P هو ضغط الغاز.
  • V هو الحجم الذي يشغله الغاز.
  • T هو درجة حرارة الغاز.
  • R هو ثابت الغاز.
  • n هو عدد مولات الغاز.


أما فيما يتعلق بوحدات القياس فعد استخدام ثابت الغاز (8.31 جول/ كلفن. مول)؛ يُقاس الضغط (P) بوحدة باسكال، والحجم (V) بوحدة م ، ودرجة الحرارة (T) بوحدة كلفن، وعند استخدام ثابت الغاز (0.082 لتر. أتموسفير/ كلفن. مول)؛ يُقاس الضغط (P) بوحدة الضغط الجوي (أتموسفير)، والحجم (V) بوحدة لتر، ودرجة الحرارة (T) بوحدة كلفن، ويقاس عدد المولات (n) بوحدة مول في كلتا الحالتين.[٢]


أمثلة على حساب عدد المولات للغازات

فيما يأتي بعض الأمثلة على حساب عدد المولات للغازات:



السؤال:

احسب عدد مولات غاز النيون إذا علمت أن ضغط الغاز = 0.3368 ضغط جوي، وحجمه 19 لتر، وثابت الغاز = 0.082 لتر. أتموسفير/ كلفن. مول، عند درجة حرارة 35 درجة مؤية:[٣]

الحل:
  1. أولًا نحوّل درجة الحرارة إلى وحدة كلفن 35 + 273 = 308 كلفن.
  2. نستخدم قانون الغاز المثالي لحساب عدد مولات غاز النيون PV = nRT، وبالتالي n = PV/RT.
  3. n = 0.3368 ×19 / 0.082 ×308.
  4. n = 0.25، ويقاس بوحدة المول.






السؤال:

ما درجة حرارة الغاز، عندما يكون حجمه 25 لترًا، وعدد مولاته 203 مول، وضغطه 143.5 ضغط جوي، وثابت الغاز = 0.082 لتر. أتموسفير/ كلفن. مول؟[٣]

الحل:
  1. نستخدم قانون الغاز المثالي لحساب درجة حرارة الغاز PV = nRT، وبالتالي T = PV/ nR.
  2. T = 143.5 × 25 / 203 × 0.082
  3. T = 215.4 وتقاس بوحدة الكلفن.






السؤال:

احسب عدد المولات للغاز المثالي عند الضغط والحرارة القياسيين STP، إذا كان حجمه 22.14 لتر، وثابت الغاز = 0.082 لتر. أتموسفير/ كلفن. مول:[٤]

الحل:
  1. درجة الحرارة والضغط القياسيان STP، تعني أن درجة الحرارة = صفر درجة مئوية، والضغط = 1 ضغط جوي.
  2. أولًا نحوّل درجة الحرارة إلى وحدة كلفن 0 + 273 = 273 كلفن.
  3. نستخدم قانون الغاز المثالي لحساب عدد مولات غاز النيون PV = nRT، وبالتالي n = PV/RT.
  4. n = 1 × 22.14 / 0.082 × 273
  5. n = 0.989، وتقاس بوحدة المول.





المراجع

  1. ↑ "Ideal Gas Law", hyper physics. Edited.
  2. ^ أ ب "What is the ideal gas law", khan academy. Edited.
  3. ^ أ ب "The Ideal Gas Law", libretexts. Edited.
  4. ↑ gas law/pvnrt.htm "The ideal gas Law", westfield. Edited.