مقایسه جرم گازها در شرایط STP

سلام! سوال خوبی پرسیدی. بیا با هم بررسی کنیم که آیا این جمله درست است یا نه.

راهنمایی کوتاه: برای پاسخ به این سوال باید مفهوم مول، جرم مولی و شرایط STP را به‌خاطر بیاوری.

گام‌به‌گام:

• ۱) ابتدا شرایط STP را مرور می‌کنیم: در این شرایط (دما ۰ درجه سانتی‌گراد و فشار ۱ اتمسفر)، یک مول از هر گاز حجم یکسانی برابر با ۲۲٫۴ لیتر اشغال می‌کند. پس بخش اول جمله («حجم یکسان») درست است.
• ۲) حالا به بخش دوم جمله («جرم یکسان») می‌رسیم. جرم یک مول از هر ماده برابر با جرم مولی آن است (بر حسب گرم).
• ۳) جرم مولی نیتروژن (N₂) را محاسبه می‌کنیم: اتم نیتروژن جرم اتمی ۱۴ دارد. مولکول N₂ دو اتم دارد، پس جرم مولی آن $2\times 14=28\text{g/mol}$ است.
• ۴) جرم مولی اتن (C₂H₄، که به آن اتیلن هم می‌گویند) را محاسبه می‌کنیم: کربن (۱۲) و هیدروژن (۱). پس: $(2\times 12)+(4\times 1)=24+4=28\text{g/mol}$.
• ۵) جرم مولی کربن مونوکسید (CO) را محاسبه می‌کنیم: کربن (۱۲) و اکسیژن (۱۶). پس: $12+16=28\text{g/mol}$.
• ۶) می‌بینیم که جرم مولی هر سه گاز دقیقاً برابر با ۲۸ گرم بر مول است. بنابراین، یک مول از هر کدام جرم یکسانی (۲۸ گرم) خواهد داشت.

پاسخ نهایی: بله، جمله کاملاً درست است. در شرایط STP، یک مول از هر سه گاز نیتروژن (N₂)، اتن (C₂H₄) و کربن مونوکسید (CO) هم حجم یکسان (۲۲٫۴ لیتر) و هم جرم یکسان (۲۸ گرم) دارند.

مثال مشابه: یک مول گاز اکسیژن (O₂، جرم مولی ۳۲) و یک مول گاز متان (CH₄، جرم مولی ۱۶) در STP حجم یکسان دارند، اما جرمشان متفاوت است. پس شرط «جرم یکسان» همیشه برقرار نیست و فقط برای گازهایی صادق است که جرم مولی برابری داشته باشند.

اگر می‌خواهی بیشتر یاد بگیری: می‌توانی جرم مولی گازهای دیگری مثل دی‌اکسید کربن (CO₂) یا آمونیاک (NH₃) را حساب کنی و ببینی آیا گازی پیدا می‌کنی که جرم مولی‌اش با این سه گاز برابر باشد یا نه. این کار به درک بهترت از رابطه بین فرمول شیمیایی و جرم مولی کمک می‌کند.