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標準状態(0℃、1atm)では1[mol]の気体の体積は22.4[L]ですが・・・。

質問者

cmj25580さん

2012/1/2710:24:26

標準状態(0℃、1atm)では1[mol]の気体の体積は22.4[L]ですが・・・。

標準状態(0℃、1atm)では、1[mol]の気体の体積は、理想気体の状態方程式(PV=nRT;R=0.0821[L・atm/K・mol]、T[K]=273+t[℃])を用いると、
1.00×V=1.00×0.0821×273
V=22.4133≒22.4[L]
と記憶しているのですが、これは、実存気体と理想気体の差が一番近いのが標準状態のときだからかな、と思っていたのですが、調べてみると、『実存気体=理想気体』に成るための条件は、
実験結果では、圧力:P→0[atm]、絶対温度:T→+∞でした。
理論的な実存気体の状態方程式であるファンデルワールス状態方程式は、(P+a(n/V)^2)(V-nb)=nRT ですね。

なんというか的が外れた感じでスッキリしません。誰か解消して下さい。

また、0℃、1atmの標準状態では1[mol]の気体の体積が22.4[L]だったから、理想気体の状態方程式から、気体定数R=0.082[L・atm/K・mol]が求まったものんですよね。

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ベストアンサーに選ばれた回答

2012/1/2720:49:35

「気体の種類にかかわらず,標準状態における1molの気体の体積が22.4Lである」
とされたのは発見時の実験測定精度があまり高くなかったからです.

質問者様は理想気体の状態方程式から1molあたりの理想気体の体積を算出していますが,適切な手法ではありません.お察しの通り,標準状態における1molの理想気体の体積が22.4Lとなるように気体定数の値を定めたからです.

現在では,標準状態における1molの実在気体の体積は22.4Lからある程度の差があることが確かめられています.理想気体と実在気体の差異が考察されたところ,分子間相互作用とおよび分子自身の体積の有無がこの差異に直結すると結論づけられました.その後,分子間相互作用および分子自身の体積が無い理想気体においては,気体の種類に関するパラメーターが存在しないので,気体の種類にかかわらず1molの体積は22.4Lとなる,と考えられたのです.分子間相互作用および分子自身の体積を無視できる環境は,分子の運動が激しくなる「限りなく低圧高温」の環境であることから,極限P→0,T→+∞をとることによって『理想気体=実在気体』が成り立ちます.

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