آخر تحديث: 2026-06-30

ما معنى الحجم المولي

الحجم المولي للغاز هو الحيّز الذي يشغله مول واحد منه بالضبط عند درجة حرارة وضغط محددين. ومن النتائج اللافتة لقانون الغاز المثالي أن هذا الحجم يكون نفسه لكل غاز — الأكسجين والهيدروجين وثاني أكسيد الكربون — ما دام الغاز يتصرف تصرفًا مثاليًا. فالأعداد المتساوية من الجزيئات تشغل أحجامًا متساوية عند الظروف نفسها، وهذا هو قانون أفوغادرو بصياغته الحديثة.

الصيغة

نبدأ من قانون الغاز المثالي PV = nRT ونحلّ لإيجاد الحجم:

$$V = \frac{nRT}{P}$$

وبجعل الكمية مولًا واحدًا (n = 1) نحصل على الحجم المولي:

$$V_m = \frac{RT}{P}$$

حيث R ثابت الغازات العام، وT درجة الحرارة المطلقة، وP الضغط. واستخدام R = 0.082057 L·atm·mol⁻¹·K⁻¹ يبقي الحجم بوحدة اللتر عندما يكون الضغط بوحدة atm ودرجة الحرارة بالكلفن.

الرمز	الكمية	الوحدة
V	الحجم الكلي	L
Vₘ	الحجم المولي	L/mol
n	كمية الغاز	mol
T	درجة الحرارة المطلقة	K
P	الضغط	atm (أو kPa أو bar …)
R	ثابت الغازات	0.082057 L·atm·mol⁻¹·K⁻¹

مثال محلول

أوجد حجم 2 mol من غاز مثالي عند 0 °C و1 atm.

1. حوّل درجة الحرارة إلى الكلفن: 0 °C = 273.15 K.
2. الحجم المولي: Vₘ = (0.082057 × 273.15) / 1 = 22.41 L/mol.
3. الحجم الكلي: V = n × Vₘ = 2 × 22.41 = 44.83 L.

أي إن مولين من أي غاز مثالي عند الظروف القياسية يشغلان نحو 44.83 L.

اصطلاحا STP

تأتي ظروف الحرارة والضغط القياسية (STP) في تعريفين يعطيان حجمين موليين مختلفين قليلًا. واستشهاد المرء بالتعريف الخاطئ مصدر شائع للخطأ في الواجبات وتقارير المختبر.

الاصطلاح	درجة الحرارة	الضغط	الحجم المولي
STP القديم	0 °C	1 atm (101.325 kPa)	22.41 L/mol
STP وفق IUPAC (منذ 1982)	0 °C	100 kPa	22.71 L/mol
SATP (محيطية)	25 °C	100 kPa	24.79 L/mol

والقيمة الكلاسيكية «22.4 لترًا لكل مول» التي تُحفظ في الكيمياء التمهيدية تشير إلى الاصطلاح القديم عند 1 atm. فإن حدّد جدول بيانات أو امتحانٌ القيمة 100 kPa، فاستخدم 22.71 L/mol بدلًا منها.

متى يخفق افتراض الغاز المثالي

تعامل صيغة الحجم المولي جزيئات الغاز كنقاط لا تجاذب بينها. ويصحّ ذلك جيدًا عند الضغط المنخفض ودرجة الحرارة المرتفعة حيث تكون الجزيئات متباعدة. أما قرب نقطة غليان الغاز أو عند الضغط المرتفع، فتسبّب القوى بين الجزيئية والحجم المحدود للجزيئات انحرافات قابلة للقياس. ولتلك الظروف يعطي نموذج غاز حقيقي مثل معادلة فان دير فالس تقديرًا أدقّ.

حسابات ذات صلة

متى عُرف الحجم، ارتبطت كمية الغاز مباشرةً بالكتلة عبر الكتلة المولية، وبتغيرات الضغط أو درجة الحرارة عبر قانون الغاز المركّب. كما أن الحجم المولي هو الجسر في الحسابات الكيميائية للغازات: التحويل بين مولات متفاعل غازي واللترات التي تُقاس في المختبر.

الأسئلة الشائعة (FAQ)

ما هو الحجم المولي للغاز؟

الحجم المولي هو الحجم الذي يشغله مول واحد من الغاز عند درجة حرارة وضغط محددين. وفي الغاز المثالي يساوي Vm = RT/P ويعتمد على الظروف فقط لا على نوع الغاز. فهو نحو 22.41 L/mol عند 0 °C و1 atm، ونحو 22.71 L/mol عند 0 °C و100 kPa.

من أين تأتي القيمة 22.4 L/mol؟

بوضع T = 273.15 K (0 °C) وP = 1 atm في Vm = RT/P مع R = 0.082057 L·atm·mol⁻¹·K⁻¹ نحصل على 22.41 L/mol. وهي القيمة الكلاسيكية التي تذكرها الكتب الدراسية لظروف STP. وتفترض سلوكًا مثاليًا للغاز، لذا تنحرف الغازات الحقيقية انحرافًا طفيفًا، خاصة قرب التكثّف.

أي تعريف لـ STP ينبغي أن أستخدم؟

هناك تعريفان. الاصطلاح القديم هو 0 °C و1 atm (101.325 kPa) ويعطي 22.41 L/mol. ومنذ عام 1982 يعرّف IUPAC الـ STP بأنها 0 °C و100 kPa بالضبط، ما يعطي 22.71 L/mol. تحقّق مما يفترضه مقررك أو جدول بياناتك؛ فالحاسبة تدعم الاثنين، ويكفي ضبط الضغط وفق ذلك.

كيف يتغير الحجم المولي مع درجة الحرارة والضغط؟

لأن Vm = RT/P، يزداد الحجم المولي بتناسب طردي مع درجة الحرارة المطلقة وينقص بتناسب عكسي مع الضغط. فعند 25 °C (298.15 K) و1 atm يكون نحو 24.47 L/mol، أكبر من قيمته عند 0 °C. ومضاعفة الضغط تخفّض الحجم المولي إلى النصف.