STP 조건에서 기체 1몰의 부피. 기체의 몰부피 ★

STP 조건에서 기체 1몰의 부피. 기체의 몰부피

 

 

 

STP 조건, 즉 0℃, 1기압(atm)에서,

기체 분자의 종류에 상관없이,

모든 기체 1몰의 부피는 22.4 리터입니다.

좀 더 정확하게 표현하면, 22.4 리터라고 가정합니다.

 

 

 

▶ STP에서, 기체 1 mol의 부피 = 22.4 L

▶ STP에서, 기체의 몰부피(=몰당부피): 22.4 L/mol

( 환산 인자: 1 mol = 22.4 L )

( 참고: 환산인자 https://ywpop.tistory.com/3121 )

 

 

 

이상기체방정식 PV = nRT 로부터,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/3097 )

 

1 atm, 0℃ = 273.15 K, 1 mol을 대입하여 V를 계산하면,

V = nRT / P

= (1) (0.082057338) (273.15) / (1)

= 22.413962 L

= 22.414 L

 

 

 

※ 기체 분자의 종류에 상관없는 이유

기체 분자 자체의 부피는

기체 분자들이 돌아다니는 공간의 부피

( 이 부피를 기체의 부피라고 하며, 이 부피가 22.4 L )

에 비해 너무나도 작기 때문입니다.

( 너무나도 작아서, 무시함. )

( 참고 https://ywpop.tistory.com/3663 )

 

 

 

> 1 m^3 = 1000 L

> 1 dm^3 = 1 L

( 참고 https://ywpop.tistory.com/9330 )

 

> 1 atm = 101.325 kPa

> 1 atm = 101325 Pa

> 1 atm = 14.7 psi

 

 

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[화학량론적 계산에서 몰부피] 화학에서 몰부피로 뭘 할 수 있을까?

STP에서 1 mol = 22.4 L 로부터,

 

[1] 기체의 부피를 몰수로 환산.

Q. STP에서 5.6 L O2는 몇 mol?

A. 5.6 L × (1 mol / 22.4 L) = 0.25 mol O2

 

 

[2] 기체의 몰수를 부피로 환산.

Q. STP에서 0.75 mol CO2가 차지하는 부피는 몇 L?

A. 0.75 mol × (22.4 L / 1 mol) = 16.8 L CO2

 

 

[그림] molar volume. L ← (L/mol) → mol

 

 

 

 

Q. STP에서 O2 기체 64 g의 부피는 몇 L인가?

단, O2의 몰질량 = 32 g/mol.

A. 64 g × (1 mol / 32 g) × (22.4 L / 1 mol) = 44.8 L

 

 

Q. STP에서 CH4 기체 11.2 L의 질량은 몇 g인가?

단, CH4의 몰질량 = 16 g/mol.

A. 11.2 L × (1 mol / 22.4 L) × (16 g / 1 mol) = 8 g

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/15344 ] 0.37 g of H2 gas reacts with 5.9 L of Cl2 gas at STP

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/14469 ] STP에서 H2 125 mL 생성에 필요한 Zn의 질량

 

[ 참고 https://ywpop.tistory.com/10430 ] STP와 표준 상태

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/2933 ] 기체의 밀도와 몰질량

 

 

 

[참고] 기사/기능사 문제에서는

표준상태 = STP = 0℃, 1 atm

( 참고 https://ywpop.tistory.com/3684 )

 

 

 

[키워드] 기체의 몰부피 기준문서, 기체의 몰부피 사전

 

 

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[참고] STP 조건에서 단위부피당 분자수

 

> 기체 분자 1 mol의 부피 = 22.414 L

> 1 mol = 6.022×10^23 개 = 22.414 L

 

단위부피당 분자수를 계산하면,

6.022×10^23 개 / 22.414 L = 2.687×10^22 개/L

 

 

STP에서,

기체 분자의 종류에 상관없이,

단위부피당 기체 분자수는

2.687×10^22 개로 동일하다.

 

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압력, 부피, 온도가 같으면,

기체 분자의 종류에 상관없이,

모든 기체 분자의 개수(= mol수)는 같다.