Hace 1 mol de ambos O y 1 mol de O2 ocupa 22.4 L a STP?

Question

La ley de los gases ideales estados:

Un mol de un gas ideal se ocupa un volumen de 22,4 litros en STP (Temperatura y Presión Estándar (0°C y una atmósfera de presión).

¿Significa esto que tanto

• 1 mol de $\ce{O}$ ocupa 22.4 L (o, si esto no suele ocurrir en la naturaleza, es decir de 1 mol de $\ce{He}$ u otro gas monoatómico)
• 1 mol de $\ce{O2}$ ocupa 22.4 L

Estoy suponiendo que la respuesta es sí, basado en:

• la lectura de la ley de los gases ideales definición, no tendría sentido si era cierto sólo para$\ce{He}$, pero no por $\ce{O}$.
• en la clase cuando estamos encontrando el volumen de, por ejemplo, $\ce{100}$ gramos de $\ce{Cl2}$ fue siempre $\ce{100}$ gramos / ($\ce{TWO*35 grams}$ [de la masa molar de $\ce{Cl2}$] * $\ce{22.4L}$) y NO $\ce{ONE*35 grams}$

Pero, ¿por qué?

No $\ce{O2}$ contienen el doble de la cantidad de $\ce{O}$ la materia y, por tanto, tomar hasta dos veces el volumen?

Answer 1

¿Significa esto que tanto

• 1 mol de $\ce O$ ocuparían $22.4~\mathrm L$ (o si esto no suele ocurrir en la naturaleza, es decir de 1 mol de $\ce{He}$ u otro gas monoatómico)
• 1 mol de $\ce{O2}$ ocuparían $22.4~\mathrm L$

Sí, significa exactamente eso. Y tienes razón, la estabilidad de los gases de $\ce O$ átomos es bastante exótico cosa, por lo $\ce{He}$ es mucho mejor ejemplo.

No $\ce{O2}$ contienen el doble de la cantidad de $\ce O$ materia

Sí y no. El $\ce{O2}$ gas sería, de hecho, contienen el doble de la masa de la $\ce O$ gas, pero contienen el mismo número de partículas ("entidades moleculares") como el $\ce O$ de gas.

y de ahí tomar hasta dos veces el volumen?

Nope. Hay un montón de espacio vacío en los gases. Un montón. Tanto, de hecho, que las moléculas que tienen que conseguir bastante grande en la fase de gas$^\dagger$ antes de que comiencen a llegar "estrecha" y "insistir" en la toma de más espacio (viz., ocupando un volumen más grande).

Para dar una idea de cuánto espacio hay, considerar lo que se llama la de van der Waals volumen de $\ce{O2}$. Esta es una estimación del volumen total realmente ocupada por una molécula de $\ce{O2}$, y tiene un valor de alrededor de $0.053~\mathrm{nm}^3$ ('nanómetros cúbicos'). Para un mol de $\ce{O2}$ de moléculas, que funciona sólo en $32~\mathrm{cm^3\over mol}$ de volumen realmente ocupado por las moléculas de oxígeno a sí mismos.

Sin embargo, como nota, que el mole de $\ce{O2}$ gas se expande para llenar un total $22.4~\mathrm L$ de espacio en STP. Así, que el espacio en realidad es sólo acerca de la ${32~\mathrm{cm^3}\over 22.4~\mathrm{L}} = 0.14\%$ total de $\ce{O2}$.

Así que, aunque uno $\ce{O2}$ molécula ocupa más espacio que un $\ce O$ atom, en comparación con la cantidad de espacio disponible, ambos son muy, muy pequeñas. Y, por lo tanto, el hecho de que los dos $\ce O$'s $\ce{O2}$ están vinculados tan estrechamente el uno al otro significa que ambos se comportan esencialmente idéntica en la presión que se ejerce cuando se llena un recipiente de un tamaño dado.

_{$^\dagger$ A temperatura ambiente y presión, de todos modos.}