Objętość molowa

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

$V_{m}=\frac{M}{\rho}$

gdzie:

V_m = V/n – objętość molowa (V – objętość n moli substancji),

M – masa molowa (jednostka kg/mol, w praktyce używa się g/mol – zobacz poniżej),

ρ – 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) (zob. IUPAC Purple Book), gdyż wówczas jest ona liczbowo równa względnej masie molowej oraz podobna do wartości liczby masowej.

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).

Dla gazów (i par – z pewnymi zastrzeżeniami) objętość molowa zmienia się w przybliżeniu liniowo wraz temperaturą zgodnie z równaniem Clapeyrona:

$pV_{m} = RT\,$

skąd:

$V_{m} = \frac{RT}{p}$

gdzie:

p – ciśnienie,

R – (uniwersalna) stała gazowa,

T – temperatura.

Dla gazów rzeczywistych te równania spełnione są jedynie w przybliżeniu. W szczególności ciśnienie pary cieczy w danej temperaturze jest ograniczone od góry ciśnieniem pary nasyconej.