2015年01月26日

1molの気体は標準状態で何リットル?

のっけから赤で書きますが高校の化学の教科書には、「気体は標準状態で1molあたり22.4L」と書いてあります。1気圧(1013ヘクトパスカル)で摂氏0度のとき、1mol(化学で用いる個数の単位で、炭素12gに含まれる炭素原子の個数。だいたい六千垓個ほど)の気体は、気体の種類に関係なく、だいたい22.4Lになるという事です。

ところで、この「標準状態」というのは、いったい何者でしょう。「1気圧」は、おおよそ海抜ゼロメートルにおける平均大気圧ですから、まぁ地球上の「標準的な」環境として、そうおかしくはないかも知れません。しかし、なぜ0度を「標準」と呼ぶのでしょうか。寒すぎやしませんか。たとえば私は「地球の平均気温は15度」という話を聞いた事がありますし(それすら毎年かなり変動するので、何年から何年の平均なのか?)何をもって標準だと主張するのか、良く分からない部分があります。

そう思って「標準状態」をgoogle検索したところ、wikipediaに「標準状態」という記事があり、「気体の標準状態」について、次のように書いてあります。

標準状態には基準とする温度の選択によりSATPとSTPがある。(中略)基準の温度をセ氏25度(中略)とするものをSATP(標準環境温度と圧力、standard ambient temperature and pressure)と定義し、基準の温度をセ氏0度(中略)とするものをSTP(標準温度と圧力、standard temperature and pressure)と定義される。(中略)気体の標準状態としては、現在は主にSATPが使われる。

なんと! 標準状態は摂氏0度ではなく摂氏25度が普通だと書いてあります! さらに……

現在の標準状態圧力は(中略)100,000Paである。

なんと! 標準状態は1気圧(1013ヘクトパスカル)でもない!

すると当然、「気体は標準状態で1molあたり22.4L」ではなくなってきます。

1モルの理想気体の体積は、SATPでは24.8リットル、STPでは22.7リットル1997年より前は22.4リットル)である。

まだ高校教科書では22.4Lで教えているようですが。いつの間にか理科の数字も変わっているので、要注意です。
posted by FORWARD-ac at 22:24| Comment(1) | TrackBack(0) | 化学
この記事へのコメント
練馬区で計測関係の仕事をしています。
JIS規格やMIL規格でも気体の標準状態については温度と圧力の定義がばらばらで困っています。
日本化学会の化学用語検討小委員会が「高等学校化学で用いる用語に関する提案」として、「標準状態」という用語を使わず,0 ºC,1.013×10^5 Pa の気体とすることを提案している(2015 年2 月)ことを参考にしたいと思っています。
Posted by 丸野尚彦 at 2015年11月12日 17:20
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