主な違い – モル体積と部分モル体積
モル体積は、物質 1 モルの体積です。モル体積は記号 Vm で表されます。標準の温度と圧力では、理想気体のモル体積は 22.4 L/mol です。しかし、他の物質の場合、モル体積は、体積が測定される温度と圧力に大きく依存します。一方、部分モル体積は複雑な用語です。これは、混合物の全体積に対する混合物の成分の寄与として定義できます。モル体積と部分モル体積の主な違いは、物質のモル体積はその物質の1モルの体積であるのに対し、部分モル体積は成分がその混合物に追加されたときの混合物の体積の変化であることです。
対象となる主な分野
1.モル体積とは
– 定義、理想気体のモル体積、測定単位、計算
2.部分モル体積とは
– 定義、例による説明
3.モル体積と部分モル体積の違いは何ですか
– 主な相違点の比較
重要な用語:密度、エタノール、理想気体、モル質量、モル体積、部分モル体積、温度、体積
モル体積とは
モル体積は、特定の温度と圧力で物質 1 モルが占める体積です。物質は、気体の形態、液体の形態、または固体の形態であり得る。モル体積の化学記号は Vm です。標準の温度と圧力での理想気体のモル体積は 22.4 L/mol です。
モル体積の計算
理想的な行動の場合、PV =nRT
温度と圧力の標準値は、それぞれ 273 K と 1.00 atm です。すると、理想気体のモル体積は、
(1.00 atm) x Vm =(1 mol) x (0.08206 L atm mol K) x (273 K)
Vm =22.4 L/モル
モル体積の SI 単位は立方メートル/モル (m/mol) です。ただし、一般に、気体には立方デシメートル/モル (dm/mol) が使用され、液体と固体には立方センチメートル/モル (cm/mol) が使用されます。
モル体積 =モル質量 / 密度
物質のモル体積は、物質のモル質量と密度を測定する上記の関係を使用して簡単に計算できます。しかし、それがいくつかの成分の混合物である場合、それは単に個々の成分の合計である可能性があります.しかし、一部の液体混合物はこの概念に違反しています。
図 01:エタノールと水の過剰量の混合物
たとえば、水とエタノールが混合されている場合、計算されたモル体積は、それぞれのモル体積の値の合計ではありません。減少した値です。これは、水分子とエタノール分子の間の分子間力の形成により発生します。
部分モル体積とは
部分モル体積は、混合物の全体積に対する混合物中の成分の寄与として定義される、物質の熱力学的特性です。混合物に 1 モルの成分を加えたときの体積の変化です。この概念を理解するための例を考えてみましょう。
- 25℃で大量の水に少量の水を加えると、水の体積は 18.07 cm/mol 増加します。しかし、エタノールに水を加えると、同じ温度と圧力で、混合物の体積は 14 cm/mol しか増加しません。
- これは、エタノール分子と水分子の間で水素結合が形成されるためです。エタノール分子には、水素結合を形成できる-OH基があります。水素結合が形成されると、分子が接近し、予想よりも体積が減少します。
- したがって、25℃でのエタノール中の水の部分モル体積は 14cm/mol です。
図 1:混合物の部分モル体積を示す曲線
上の画像は、A と B の 2 つの成分を含む混合物の部分モル体積を示しています。グラフの点線は、予想される体積を示しています。しかし、実際の音量は ΔVmix だけ減少しています .
モル体積と部分モル体積の違い
定義
モル体積: モル体積は、特定の温度と圧力で 1 モルの物質が占める体積です。
部分モル体積: 部分モル体積は、混合物の全体積に対する混合物中の成分の寄与として定義される物質の熱力学的特性です。
原則
モル体積: モル体積は、物質のモル質量をその物質の密度で割って測定した物質の体積です。
部分モル体積: 部分モル体積は、成分の混合物に物質が加えられたときの予想外の体積変化を表します。
物質
モル体積: 液体、固体、気体のモル体積を測定できます。
部分モル体積: 部分モル体積は液液混合物で表示されます。
結論
モル体積と部分モル体積は、熱力学における 2 つの関連用語です。これらの用語はどちらも、モルあたりのシステムの体積の変化を表しています。モル体積と部分モル体積の主な違いは、物質のモル体積はその物質の1モルの体積であるのに対し、部分モル体積は成分がその混合物に追加されたときの混合物の体積の変化であることです.
参照:
1.ヘルメンスティン、アン・マリー。 「モル体積の定義」
2. ThoughtCo、2014 年 6 月 13 日、こちらから入手可能。 「モル体積」ウィキペディア、ウィキメディア財団、2017 年 12 月 26 日、こちらから入手可能。
3. 「部分モル体積」。部分モル体積 – Everyscience.Com、こちらから入手可能。
画像提供:
1. Wilfried Cordes 著「エタノールと水の過剰量混合物」 – de:Dortmunder Datenbank; en:ドルトムント データ バンク (CC BY-SA 3.0)、コモンズ ウィキメディア経由
2. 「部分モル体積EN」Woudloper著–コモンズウィキメディア経由の自作（CC BY-SA 3.0）
