Objętość molowa

Objętość molowa – objętość, jaką zajmuje jeden mol substancji. Jednostką objętości molowej w układzie SI jest m³/mol^[1]. Objętość molową podaje się dla określonych warunków, zwykle dla warunków normalnych.

${\displaystyle V_{m}={\frac {V}{n}}={\frac {M}{\rho }},}$

gdzie:

${\displaystyle V_{m}}$ – objętość molowa,

${\displaystyle V}$ – objętość ${\displaystyle n}$ moli substancji,

${\displaystyle M}$ – masa molowa (jednostka: kg/mol, w praktyce używa się g/mol – zobacz poniżej),

${\displaystyle \rho }$ – gęstość (jednostka: kg/m³).

Masa molowa w układzie SI wyraża się w kg/mol, jednak w praktyce używa się znacznie wygodniejszych jednostek g/mol (np. dla wodoru H₂ 2 g/mol = 0,002 kg/mol, dla wody 18 g/mol = 0,018 kg/mol)^[2], gdyż wówczas jest ona liczbowo równa względnej masie molowej oraz podobna do wartości liczby masowej.

Faza skondensowana

Objętość molowa dla faz skondensowanych, czyli ciał stałych i cieczy słabo zależy od temperatury aż prawie do punktu krytycznego (wysoka temperatura może wymagać wysokiego ciśnienia aby dana faza istniała). Dla cieczy i ciał stałych objętości molowe podaje się często z wykorzystaniem wygodniejszych podjednostek cm³/mol lub dm³/mol (np. dla wody 18 cm³/mol = 0,018 dm³/mol = 0,000018 m³/mol).

Faza gazowa

Dla gazów (i par – z pewnymi zastrzeżeniami) objętość molowa zmienia się w przybliżeniu liniowo wraz z temperaturą zgodnie z równaniem Clapeyrona ${\displaystyle (pV=nRT){:}}$

${\displaystyle V_{\mathrm {m} }={\frac {V}{n}}={\frac {RT}{p}},}$

gdzie:

${\displaystyle p}$ – ciśnienie,

${\displaystyle R}$ – (uniwersalna) stała gazowa,

${\displaystyle T}$ – temperatura.

W warunkach normalnych objętość molowa gazu doskonałego wynosi 22,415 dm³. Dla gazów rzeczywistych te równania spełnione są jedynie w przybliżeniu^[3]. W szczególności ciśnienie pary cieczy w danej temperaturze jest ograniczone od góry ciśnieniem pary nasyconej.

Zobacz też

 Wykaz literatury uzupełniającej: Objętość molowa.

Przypisy