حجم مولی – به زبان ساده

تعریف فرمولی

$$V _ { \mathrm { m } } = \frac { M } { \rho }$$

در رابطه بالا:

• $$M$$: جرم مولی ماده
• $$\rho$$: چگالی ماده

حجم مولی مایعات و مخلوط‌ها

$$V _ { \mathrm { m } } = \frac { \sum _ { i = 1 } ^ { N } x _ { i } M _ { i } } { \rho _ { \text {m } } }$$

در رابطه بالا:

• $$x _ i$$: کسر مولی جزء $$i$$
• $$M _ i$$: جرم مولی جزء $$i$$
• $$\rho _ m$$: چگالی مخلوط

مثال

بیان کنید که هر مول آب چند لیتر است؟

گاز ایده‌آل

فیلم آموزش مول در شیمی در فرادرس

کلیک کنید

معادله گازهای ایده‌آل

$$PV = nRT$$

که در رابطه بالا:

• $$P$$: فشار
• $$V$$: حجم
• $$T$$: دما
• $$R$$: ثابت جهانی گازها $$R = 0.0821 \ L.atm.mole^ {-1}K ^ {-1}$$

محاسبه حجم مولی برای گازهای ایده‌آل

برای یک گاز ایده‌آل، حجم مولی از رابطه گازهای ایده‌آل محاسبه می‌شود. این روش، تخمین مناسبی برای بیشتر گازها در دما و فشار استاندارد است. به کمک بازآرایی رابطه گازهای ایده‌آل می‌توان حجم مولی یک گاز ایده‌آل را محاسبه کرد:

$$V _ { \mathrm { m } } = \frac { V } { n } = \frac { R T } { P }$$

با کمی دقت در معادله بالا متوجه می‌شویم که در یک دما و فشار مشخص، حجم مولی تمامی گازهای ایده‌آل یکسان است. در نتیجه، حجم مولی برای یک گاز ایده‌آل در فشار 100 کیلوپاسکال (1بار) برابر است با:

• در دمای صفر درجه سانتیگراد: $$V _ m = 0.022710980 \ \mathrm { m } ^ { 3 } / \mathrm { mol }$$
• در دمای ۲۵ درجه سانتیگراد: $$V _ m =0.024789598 \ \mathrm { m } ^ { 3 } / \mathrm { mol }$$

همچنین، حجم مولی برای یک گاز ایده‌آل در فشار ۱ اتمسفر برابر است با:

• $$0.022414 \mathrm { m } ^ { 3 } / \mathrm { mol }$$ در صفر درجه سانتیگراد
• $$0.024465 \mathrm { m } ^ { 3 } / \mathrm { mol }$$ در ۲۵ درجه سانتیگراد

محاسبه حجم مولی برای جامدات بلوری

$$V _ { \mathrm { m } } = \frac { N _ { \mathrm { A } } V _ { \mathrm { c } } } { Z }$$

در رابطه بالا:

• $$N _ A$$: عدد آووگادرو و برابر با $$6.02214076 \times 10 ^ {23}$$ است.
• $$V_c$$: حجم «سلول واحد» (Unit Cell)
• $$Z$$: تعداد واحدهای فرمولی در سلول واحد

حل چند مثال از حجم مولی

تجزیه $$(Na ClO_3)$$، سبب تولید $$NaCl$$ و $$O_2$$ می‌شود. حجم $$O_2$$ را در صورت تجزیه 42/5 گرم $$Na ClO_3$$ بیابید. چگالی برابر است با $$0.213 g / m^3$$.

حل

داده‌های مساله:

 $$42.5 \ g/mol$$ = $$0.0425 \ kg/mol$$ = جرم مولی

$$( \rho ) = 0.215 \mathrm { kg } / \mathrm { m }^ 3$$ چگالی

$$96$$ = جرم اتمی

با جایگذاری در معادله خواهیم داشت:

چگالی / حجم مولی × جرم اتمی = حجم مولی

$$V_m = 96 \times 0.0425/0.215 = 18.976\ m^3/mol$$

مثال

حجم مولی یخ با چگالی $$0.96167 g /cm^ 3$$ و جرم مولی $$18\ gr/mol$$ را حساب کنید.

حل

$$\begin{aligned} \mathrm { Vm } & = 18.02 \times 0.018 / 0.0009167 \\ & = 353.83 \mathrm { m } _ { 3 } / \mathrm { mol } \end{aligned}$$

اگر این مطلب برای شما مفید بوده است، آموزش‌های زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:

• مجموعه آموزش‌های دروس شیمی
• مجموعه آموزش‌های نرم‌افزارهای مهندسی شیمی
• آموزش شیمی عمومی
• استوکیومتری — به زبان ساده
• عدد اکسایش — به زبان ساده

^^