मोलर आयतन क्या होता है?
किसी गैस का मोलर आयतन वह आयतन है जो उस गैस का ठीक एक मोल किसी निश्चित तापमान और दाब पर घेरता है। आदर्श गैस के लिए यह सीधे आदर्श गैस समीकरण \(PV = nRT\) से मिलता है, जहाँ \(n = 1\) मोल रखा जाता है। यह कैलकुलेटर हर उस गैस के लिए काम करता है जिसे आदर्श माना जाए, और यह दुनिया भर में समान रूप से लागू होता है — यह किसी एक देश तक सीमित नहीं है।
इसका उपयोग कैसे करें
निरपेक्ष तापमान केल्विन (K) में और दाब किलोपास्कल (kPa) में दर्ज करें। कैलकुलेटर मोलर आयतन लीटर प्रति मोल (L/mol) में, साथ ही घन मीटर प्रति मोल में भी बताता है। डिफ़ॉल्ट मान 273.15 K और 101.325 kPa रखे गए हैं, जो STP की पुरानी "1 atm" परिभाषा है और जिससे जाना-पहचाना 22.414 L/mol मान मिलता है।
सूत्र को समझें
\(PV = nRT\) से शुरू करके इसे \(n\) और \(P\) से भाग देने पर मोलर आयतन मिलता है:
$$V_m = \frac{RT}{P}$$इकाइयाँ साफ़-सुथरी रहें इसलिए हम गैस स्थिरांक \(R = 8.314462618\ \text{L}\cdot\text{kPa}/(\text{mol}\cdot\text{K})\) का प्रयोग करते हैं। तापमान K में और दाब kPa में रखने पर परिणाम सीधे L/mol में आता है। ध्यान दें कि "STP" की एक से अधिक परिभाषाएँ हैं: IUPAC की आधुनिक STP में 100 kPa लिया जाता है (जिससे ≈ 22.711 L/mol मिलता है), जबकि पुरानी परिभाषा में 1 atm = 101.325 kPa लिया जाता है (जिससे ≈ 22.414 L/mol मिलता है)।
हल किया हुआ उदाहरण
\(T = 273.15\ \text{K}\) और \(P = 101.325\ \text{kPa}\) पर:
$$V_m = \frac{8.314462618 \times 273.15}{101.325} = \frac{2271.098\ldots}{101.325} \approx 22.414\ \text{L/mol}$$यही वह मान है जो अधिकांश रसायन विज्ञान के छात्र STP पर गैस के लिए याद रखते हैं।
अक्सर पूछे जाने वाले सवाल
मेरा उत्तर 22.4 से थोड़ा अलग क्यों आ रहा है? सही मान इस पर निर्भर करता है कि आप STP की कौन-सी परिभाषा और कौन-सा गैस स्थिरांक प्रयोग कर रहे हैं। IUPAC के 100 kPa मानक से लगभग 22.711 L/mol मिलता है, 22.4 नहीं।
क्या यह वास्तविक गैसों पर लागू होता है? यह आदर्श गैस के व्यवहार को मानकर चलता है, जो सामान्य परिस्थितियों के आसपास अधिकांश गैसों के लिए सटीक रहता है, परंतु अधिक दाब या कम तापमान पर इसमें विचलन आ जाता है।
तापमान किस इकाई में चाहिए? केल्विन में। सेल्सियस से बदलने के लिए उसमें 273.15 जोड़ दें।
