Objętość molowa - Polski Serwis Naukowy

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: Vm = 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/m).

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.

Punkt krytyczny to warunki krytyczne definiujące stan układu fizycznego oddzielające stany o odmiennych właściwościach (ciecz - para nasycona), w którym nie można rozróżnić obu stanów (cieczy i pary nasyconej). Na przykład:

Temperatura – jedna z podstawowych ) w termodynamice, będąca miarą stopnia nagrzania ciał. Temperaturę można ściśle zdefiniować tylko dla stanów równowagi termodynamicznej, bowiem z termodynamicznego punktu widzenia jest ona wielkością reprezentującą wspólną własność dwóch układów pozostających w równowadze ze sobą. Temperatura jest związana ze średnią energią kinetyczną ruchu i drgań wszystkich cząsteczek tworzących dany układ i jest miarą tej energii.

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).

Objętość jest miarą przestrzeni, którą zajmuje dane ciało w przestrzeni trójwymiarowej. W układzie SI jednostką objętości jest metr sześcienny, jednostka zbyt duża do wykorzystania w życiu codziennym. Z tego względu najpopularniejszą w Polsce jednostką objętości jest jeden litr (l) (1 l = 1 dm3 = 0,001 m³).

Względna masa molowa lub względna masa cząsteczkowa to masa molowa podzielona przez 1 g/mol (wielkość ta zwana jest czasami standardową masą molową):

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.

Przypisy

Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry. Wyd. 2. Oksford: Blackwell Science, 1993, s. 41. ISBN 0632035838. [dostęp 2012-03-07]. (ang.)