Хий нь бидний эргэн тойронд байдаг бөгөөд бидний амьсгалж буй агаарыг бүрдүүлдэг бөгөөд янз бүрийн химийн процессуудад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Хийн төлөв байдлыг судлахын тулд эрдэмтэд хийн хуулийг боловсруулсан. Эдгээр хуулиуд нь янз бүрийн нөхцөлд хий хэрхэн хариу үйлдэл үзүүлэхийг урьдчилан таамаглахад тусалдаг. Гэсэн хэдий ч эдгээр таамаглалыг үнэн зөв гаргахын тулд бид "стандарт нөхцөл" гэж нэрлэгддэг суурь нөхцлийн багцыг тодорхойлох хэрэгтэй.
Хийн стандарт нөхцөл нь температур ба даралтын талаар тохиролцсон жишиг нөхцлийн багц юм. Эдгээр нөхцлүүд нь эрдэмтэд, инженерүүдэд өөр өөр хий, тэдгээрийн зан төлөвийг ижил нөхцөлд харьцуулах боломжийг олгодог. Хамгийн түгээмэл стандарт нөхцөлүүд нь:
Эдгээр нөхцлийг ойлгох нь хийн төлөв байдлыг судлахад маш чухал бөгөөд энэ нь янз бүрийн хувилбаруудын дагуу хийн эзэлхүүн, даралт, температурыг урьдчилан таамаглах эсвэл тооцоолох боломжийг олгодог.
Хийн хуулиуд нь температур, эзэлхүүн, даралтын өөрчлөлтөөс хамааран хийн физик шинж чанар хэрхэн өөрчлөгдөхийг тодорхойлдог. Эдгээр хуулиудыг ойлгоход стандарт нөхцөл хэрхэн үүрэг гүйцэтгэдэг тухай цөөн хэдэн жишээ энд байна:
Туршилт 1: Чарльзын хуулийг ажиглах
Хийн эзэлхүүн дэх температурын нөлөөг бөмбөлөг ашиглан энгийн туршилтаар ажиглаж болно. Хэрэв та бөмбөлөг хөргөгчинд (орчны стандарт температураас илүү сэрүүн) байрлуулж, дараа нь дулаан өрөөнд (стандарт орчны температураас ойр эсвэл түүнээс дээш) шилжүүлбэл бөмбөлөг өргөжиж байгааг анзаарах болно. Энэхүү тэлэлт нь Чарльзын хуулийг харуулж байгаа бөгөөд температурын дагуу эзлэхүүн хэрхэн нэмэгдэж байгааг харуулж байна.
Туршилт 2: Бойлийн хуулийг харуулах
Бойлийн хуулийг хушууг нь битүүмжилсэн тариур ашиглан харж болно. Та бүлүүрийг татах үед тариур доторх хийн эзэлхүүнийг нэмэгдүүлж, даралтыг бууруулдаг. Энэ өөрчлөлт нь оюутнуудад бараг стандарт нөхцөлд даралт ба эзлэхүүний урвуу хамаарлыг харах боломжийг олгодог.
Хийн хуулиудтай холбоотой тооцоолол хийхдээ стандарт нөхцөл нь үндсэн юм. Жишээлбэл, \(PV = nRT\) гэж өгөгдсөн Ideal хийн тухай хууль нь \(R\) нь хамгийн тохиромжтой хийн тогтмол нь бөгөөд доорх хийн хэмжээ, эзэлхүүн, даралт, температурыг тодорхойлох боломжийг олгодог. ямар ч нөхцөл. Гэсэн хэдий ч, янз бүрийн урвал, процессуудын хийн хэмжээ эсвэл хэмжээг харьцуулахдаа стандарт нөхцөл нь харьцуулах тогтвортой үндэслэл болдог.
Молийн эзэлхүүнтэй холбоотой тооцоолол нь стандарт нөхцлийг бүрдүүлдэг. STP-ийн дагуу аливаа идеал хийн нэг моль нь ойролцоогоор 22.4 литр эзэлдэг. Энэ хамаарал нь химичүүдэд хийн хэмжээг шууд хэмжих шаардлагагүйгээр урвалд оролцож буй хийн хэмжээг тодорхойлох боломжийг олгодог. Хийн төлөв байдлыг ойлгох нөхцөлийг тохируулах нь
Стандарт нөхцлөөс гадна эрдэмтэд ихэвчлэн эрс тэс нөхцөлд хий хэрхэн ажилладагийг судлахын тулд температур, даралтыг тохируулдаг. Энэ нь хийн шинж чанаруудын талаар илүү ихийг ойлгоход тусалдаг ба тэдгээрийг янз бүрийн хэрэглээнд, тухайлбал хийн хурдацтай өргөтгөлийг хурдан инфляцид ашигладаг автомашины аюулгүйн дэрэнд ашиглах боломжтой.
Хяналттай туршилтаар бид стандарт нөхцлөөс хазайх нь хийн шинж чанарт хэрхэн нөлөөлж байгааг ажиглаж болно. Жишээлбэл, температурыг тогтмол байлгахын зэрэгцээ даралтыг 1 атм-аас дээш нэмэгдүүлэх нь хийн эзэлхүүнийг мэдэгдэхүйц бууруулж, стандарт бус нөхцөлд Бойлийн хуулийг харуулж байна.
Стандарт нөхцөл нь хийн төлөв байдлыг судлах, ойлгоход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Температур ба даралтын талаар нийтлэг лавлагаа өгснөөр эдгээр нөхцөл нь эрдэмтэд янз бүрийн нөхцөлд хий хэрхэн хариу үйлдэл үзүүлэхийг урьдчилан таамаглах боломжийг олгодог. Бойл, Чарльз, Авогадро, Гэй-Люссак зэрэг хийн хуулиуд нь хийн даралт, эзэлхүүн, температурын хоорондын хамаарлыг тодорхойлохдоо эдгээр стандарт нөхцлүүдэд тулгуурладаг. Туршилт, тооцоололоор дамжуулан стандарт нөхцөлд эдгээр хуулиудыг бодит нөхцөл байдалд шууд хэрэглэж, олон талбарт хийн хүч чадал, олон талт байдлыг ашиглах чадварыг сайжруулдаг.
