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.

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

gdzie:

$V_{m}$ – objętość molowa,

$V$ – objętość $n$ moli substancji,

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

$\rho$ – 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), 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 $(pV=nRT){:}$

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

gdzie:

$p$ – ciśnienie,

$R$ – (uniwersalna) stała gazowa,

$T$ – temperatura.

W warunkach normalnych objętość molowa gazu doskonałego wynosi 22,415 dm³. 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.