نسخة الفيديو النصية
أي من الآتي هو التعريف الصحيح لحجم الغاز المولي القياسي؟ أ: هو الحجم الذي يشغله مول واحد من أي غاز مقسومًا على درجة الحرارة والضغط. ب: هو الحجم الذي يشغله مول واحد من أي غاز عند درجة حرارة وضغط محددين. ج: هو الحجم الذي يشغله جرام واحد من أي غاز مقسومًا على درجة الحرارة والضغط. د: هو الحجم الذي يشغله جرام واحد من أي غاز عند درجة حرارة وضغط محددين.
في الكيمياء، هناك العديد من القوانين والقواعد التي تساعدنا على فهم العلاقات الكيميائية المعقدة المستخدمة يوميًّا في هذا المجال. يستخدم أحد هذه القوانين، المعروف باسم قانون أفوجادرو، في الكيمياء لمساعدتنا في فهم العلاقة بين حجم الغاز وعدد مولات نفس الغاز.
ينص قانون أفوجادرو على أنه عند ثبات درجة الحرارة والضغط، يتناسب حجم الغاز وعدد مولاته تناسبًا طرديًّا. يمكننا تمثيل قانون أفوجادرو باستخدام عبارة التناسب الآتية: 𝑉 يتناسب مع 𝑛. 𝑉 هو حجم الغاز، و𝑛 هو عدد مولات الغاز. يمكننا أيضًا التعبير عن قانون أفوجادرو في شكل معادلة عندما نريد إجراء العمليات الحسابية باستخدام القانون على الصورة 𝑉 يساوي 𝑛 مضروبًا في 𝑉𝑚؛ حيث 𝑛 هو عدد المولات و𝑉𝑚 هو ثابت التناسب الذي يمثل الحجم المولي. يعرف الحجم المولي بأنه الحجم الذي يشغله مول واحد من الغاز عند درجة حرارة وضغط محددين، ويعبر عنه عادة باللتر لكل مول.
نظرًا لأننا لا نستطيع رؤية الغاز، فقد يكون من الصعب إدراك مفهوم قانون أفوجادرو والحجم المولي في البداية. دعونا نلق نظرة على مثال باستخدام معادلة كيميائية تصف تكوين بخار الماء من الهيدروجين وغاز الأكسجين.
كما نرى في المعادلة، يتفاعل مولان من غاز الهيدروجين مع مول واحد من غاز الأكسجين لتكوين مولين من بخار الماء. وكما نعلم من قانون أفوجادرو، نظرًا لأن عدد مولات الغاز يتناسب طرديًّا مع حجم الغاز، يمكننا أيضًا القول إن المعادلة تشير إلى الأحجام التي تتفاعل أيضًا. على سبيل المثال، باستخدام هذه المعادلة، يمكننا القول إن حجمين من غاز الهيدروجين يتفاعلان مع حجم واحد من غاز الأكسجين لينتج عنهما حجمان من بخار الماء. يمكننا التعبير عن ذلك أيضًا في صورة النسبة اثنين إلى واحد إلى اثنين؛ أي نسبة الهيدروجين إلى الأكسجين إلى بخار الماء، مع العلم أن هذه النسبة ستظل ثابتة بغض النظر إذا ما كان يعبر عنها بالمول أو بوحدات الحجم. وينطبق ذلك أيضًا في حالة ثبات درجة الحرارة والضغط المعطيين.
والآن بعد أن أصبح لدينا بعض المعلومات الأساسية، يمكننا التركيز على السؤال. يطلب منا السؤال تحديد التعريف الصحيح لحجم الغاز المولي القياسي من بين مجموعة متنوعة من الخيارات.
إذا استعرضنا قائمة الخيارات، يمكننا استبعاد الخيارين ج، د مباشرة؛ لأنهما يذكران حجمًا مقداره جرام واحد من الغاز. ونظرًا لأن الحجم المولي يتعامل فقط مع حجم المولات وليس مع الكتلة، يمكننا بسهولة ملاحظة أن هذين الخيارين لا يمكن أن يكونا صحيحين. يذكر الخيار أ بشكل صحيح حجمًا مقداره مول واحد من الغاز. لكنه يذكر أن هذه القيمة مقسومة على درجة الحرارة والضغط. هذا الخيار غير صحيح؛ لأن قانون أفوجادرو ينص فقط على ثبات درجة الحرارة والضغط؛ لذا لا يمكن التعامل معهما بوصفهما متغيرين في المعادلة.
ومن ثم، فإن الخيار الوحيد الذي يطابق تعريف حجم الغاز المولي القياسي هو الخيار ب: «هو الحجم الذي يشغله مول واحد من أي غاز عند درجة حرارة وضغط محددين». إذن، الإجابة الصحيحة: «هو الحجم الذي يشغله مول واحد من أي غاز عند درجة حرارة وضغط محددين».
