์ด ๊ณ์ฐ๊ธฐ์ ๊ธฐ๋ฅ
์ด ๋๊ตฌ๋ ๋ฆฌํฐ๋ก ์ธก์ ํ ๊ธฐ์ฒด์ ๋ถํผ๋ฅผ ๋ฌผ์ง์ ์์ธ ๋ชฐ(mol) ์๋ก ๋ณํํฉ๋๋ค. ๊ฐ์ ์กฐ๊ฑด์์๋ ์ด๋ค ์ด์๊ธฐ์ฒด๋ 1๋ชฐ์ด ํญ์ ๊ฐ์ ๋ถํผ๋ฅผ ์ฐจ์งํ๋ค๋ ์๋ฆฌ๋ฅผ ์ด์ฉํฉ๋๋ค. ํ์ค ์จ๋ยท์๋ ฅ(STP: 0ยฐC, 1 atm)์์ ์ด ๋ถํผ, ์ฆ ๋ชฐ๋ถํผ๋ 1๋ชฐ๋น 22.4๋ฆฌํฐ์ ๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๊ฐ๋จํ ๋๋์ ๋ง์ผ๋ก ๋ฆฌํฐ๋ฅผ ๋ชฐ๋ก ๋ฐ๊ฟ ์ ์์ต๋๋ค.
๊ณต์
๊ด๊ณ์์ $$n = \frac{V}{V_m}$$์ด๋ฉฐ, ์ฌ๊ธฐ์ n์ ๋ชฐ ์, V๋ ๊ธฐ์ฒด ๋ถํผ(L), Vm์ ๋ชฐ๋ถํผ์ ๋๋ค. STP์์๋ ์ด ์์ด $$n = \frac{V}{22.4}$$๊ฐ ๋ฉ๋๋ค. ๋ง์ฝ ์์จ(25ยฐC, RTP๋ผ๊ณ ๋ ํจ) ์กฐ๊ฑด์์ ๊ณ์ฐํ๋ค๋ฉด ๋ชฐ๋ถํผ๋ ์ฝ 24.0 L/mol์ ๊ฐ๊น์ฐ๋ฏ๋ก, ๋ ๋ฒ์งธ ์ ๋ ฅ๊ฐ์ ๊ทธ์ ๋ง๊ฒ ๋ฐ๊ฟ ์ฃผ์ธ์.
์ฌ์ฉ ๋ฐฉ๋ฒ
๊ธฐ์ฒด ๋ถํผ๋ฅผ ๋ฆฌํฐ ๋จ์๋ก ์ ๋ ฅํ์ธ์. STP ์กฐ๊ฑด์ด๋ผ๋ฉด ๋ชฐ๋ถํผ๋ฅผ 22.4๋ก ๋๊ณ , ์์จ ์กฐ๊ฑด์ด๋ผ๋ฉด 24.0์ผ๋ก, ํน์ ๋ฌธ์ ์์ ์ง์ ํ ๊ฐ์ผ๋ก ๋ฐ๊พธ๋ฉด ๋ฉ๋๋ค. ๊ณ์ฐ๊ธฐ๊ฐ ๋ถํผ๋ฅผ ๋ชฐ๋ถํผ๋ก ๋๋์ด ์ฆ์ ๋ชฐ ์๋ฅผ ์๋ ค ์ค๋๋ค.
๊ณ์ฐ ์์
STP ์กฐ๊ฑด์์ ์ฐ์ ๊ธฐ์ฒด 44.8 L๊ฐ ์๋ค๊ณ ๊ฐ์ ํด ๋ด ์๋ค. $$n = \frac{V}{22.4} = \frac{44.8}{22.4} = 2\ \text{๋ชฐ}$$์ ๋๋ค. ์ง๋์ ๊ตฌํ๋ ค๋ฉด O2์ ๋ชฐ์ง๋(32 g/mol)์ ๊ณฑํ๋ฉด ๋ฉ๋๋ค: \(2 \times 32 = 64\ \text{g}\).
์์ฃผ ๋ฌป๋ ์ง๋ฌธ
์ 22.4๋ฆฌํฐ์ธ๊ฐ์? ์ด์๊ธฐ์ฒด ์ํ๋ฐฉ์ ์(\(PV = nRT\))์ ๋ฐ๋ฅด๋ฉด 273.15 K, 1 atm์์ 1๋ชฐ์ ์ฝ 22.414 L๋ฅผ ์ฐจ์งํ๋ฉฐ, ํํ 22.4๋ก ๋ฐ์ฌ๋ฆผํด ์ฌ์ฉํฉ๋๋ค.
๋ชจ๋ ๊ธฐ์ฒด์ ์ ์ฉ๋๋์? ์ด์๊ธฐ์ฒด๋ผ๋ฉด ๊ทธ๋ ์ต๋๋ค. ์ค์ ๊ธฐ์ฒด๋ ์ฝ๊ฐ์ ์ค์ฐจ๊ฐ ์์ง๋ง, ์ผ๋ฐ์ ์ธ ํํ ๋ฌธ์ ์์๋ ์ด ๊ทผ์ฌ๊ฐ์ด ๋งค์ฐ ์ ํํฉ๋๋ค.
STP ์กฐ๊ฑด์ด ์๋๋ผ๋ฉด ์ด๋ป๊ฒ ํ๋์? ๋ชฐ๋ถํผ ์ ๋ ฅ๊ฐ์ ๋ฐ๊พธ์ธ์. ํ์ค์ด ์๋ ์กฐ๊ฑด์์ ์ ๋ฐํ ๊ฐ์ด ํ์ํ๋ค๋ฉด ์ด์๊ธฐ์ฒด ์ํ๋ฐฉ์ ์ \(n = \frac{PV}{RT}\)๋ฅผ ๊ทธ๋๋ก ์ฌ์ฉํ๋ ๊ฒ์ด ์ข์ต๋๋ค.