Volume molare

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In chimica, il volume molare (vm) è il volume occupato da una mole di una determinata sostanza.
Si può calcolare come rapporto tra il volume (V) e la quantità di sostanza (n) di una sostanza in esso contenuto:

V_\mathrm{m} = \frac{V}{n}

L'unità di misura nel Sistema Internazionale è il metro cubo su mole (m3mol-1).

Volume nei gas ideali e volume molare standard[modifica | modifica wikitesto]

Per un gas ideale, il volume molare standard è il volume occupato da una mole a temperatura e pressione standard (STP). Equivale a 0,022414 m3mol-1 o a 22,414 L/mol.

Tale valore si ricava sostituendo le coordinate termodinamiche STP nella equazione di stato dei gas perfetti, che si può esprimere nella forma:

pV_m=RT

sostituendo alla R il suo valore e la temperatura e la pressione standard (nelle unità SI sono rispettivamente 273,15 K e 101,325 kPa): V_m= \frac{8,314472 \times 273,15}{101,325} \times 10^3 m^3/mol = 22,41399 L/mol

In sintesi, una mole di gas occupa in condizioni standard (a 1atm e 0 °C) un volume di circa 22.4 litri.

Legge di Avogadro[modifica | modifica wikitesto]

L'uniformità del volume molare in tutti i gas è garantita dalla legge di Avogadro, che afferma che moli uguali di gas diversi in condizioni normali (STP) occupano lo stesso volume. La legge di Avogadro si deriva dalla equazione di stato dei gas perfetti, in questa maniera:

  • equazione di stato dei gas perfetti PV=nRT
  • legge di Avogadro \frac{P}{RT}=\frac{n}{V}

Il secondo membro dell'equazione della legge di Avogadro è il numero di moli fratto il volume, cioè la densità del gas, che rimane costante restando costanti pressione e temperatura (vedi primo membro).

Inoltre, sostituendo a V il volume molare (22,414L), si ottiene al posto di n, N il numero di Avogadro (6,022×1023), cioè il numero di molecole contenuto in una mole, o nel volume molare di un gas.

Eccezioni[modifica | modifica wikitesto]

Il volume molare di un gas reale non è uguale per tutte le sostanze. Ad esempio elio e azoto hanno volume molare 22,4L, mentre l'anidride carbonica 22,26L e il cloro 22,99L. Tuttavia, per convenienza pratica, viene utilizzato il valore di 22.4L/mol per ogni gas in condizioni STP approssimandone il comportamento a quello di un gas ideale.

Volume nella fase condensata[modifica | modifica wikitesto]

Per le sostanze solide e liquide il volume molare è solitamente riferito alla temperatura di 298,15 K (ovvero 25 °C).

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]