Molvolumen

Molvolumen Schlüsseldaten

SI-Einheiten	m 3 ⋅ mol −1
Andere Einheiten	Liter pro Mol (l / mol)
Abmessungen	Die 3 · N -1 $\,$ $\,$
Natur	Größe skalar intensiv
Übliches Symbol	${\ bar V}$ oder ${\ displaystyle V _ {\ mathrm {m}}}$
Link zu anderen Größen	${\ displaystyle {\ bar {V}} = V / n}$

Das Molvolumen einer Substanz ist das Volumen, das von einem Mol dieser Substanz eingenommen wird. Das Molvolumen kann für jede Substanz in allen Phasen (Gas, Flüssigkeit, Feststoff) bestimmt werden.

In den Einheiten des Internationalen Systems wird das Molvolumen in Kubikmetern pro Mol (m 3 mol -1 ) ausgedrückt , es ist jedoch praktischer, den Liter pro Mol (l⋅mol -1 ) oder den Kubikmeter pro Kilomol (m) zu verwenden m 3 ⋅kmol -1 ). Dies ist eine molare Größe .

Das molare Volumen eines idealen Gases ist 22,414 l⋅mol -1 (d 0,022414 m 3 ⋅mol -1 ) unter normalen Temperatur- und Druckbedingungen (CNTP: 0 ° C und 101 325 Pa ) und 24,055 l · mol -1 bis 20 ° C unter 1 atm .

Das Molvolumen ist eine physikochemische Einheit, die im Allgemeinen mit steigender Temperatur zunimmt, dh die meisten Körper dehnen sich mit steigender Temperatur aus. Es gibt Fälle, in denen das Molvolumen mit steigender Temperatur abnimmt, dh Fälle, in denen sich Körper zusammenziehen, wenn die Temperatur steigt, was eine dilatometrische Anomalie darstellt : z. Das Molvolumen von flüssigem Wasser nimmt zwischen 0 ° C und 3,98 ° C ab (seine Dichte nimmt zu).

Formeln

Allgemeine Formel

Das Molvolumen wird notiert oder es lohnt sich: ${\ bar V}$ ${\ displaystyle V _ {\ text {m}}}$

Molvolumen:

{\ displaystyle {\ bar {V}} = {\ frac {V} {n}}}

mit:

$V.$ das Volumen (in Kubikmetern oder Litern );
$nicht$ die Materialmenge (in Mol ).

Wenn das Volumen eine Masse hat , haben wir: $m$

{\ displaystyle {\ bar {V}} = {\ frac {V} {n}} = {\ frac {m} {n}} {\ frac {V} {m}}}

entweder durch Notieren der Molmasse und des Massenvolumens : ${\ displaystyle M = m / n}$ ${\ displaystyle v = V / m}$

{\ displaystyle {\ bar {V}} = M \ cdot v}

Die Dichte ist die Umkehrung des spezifischen Volumens. Wir haben auch: ${\ displaystyle \ rho = m / V = 1 / v}$

{\ displaystyle {\ bar {V}} = {\ frac {M} {\ rho}}}

Das Molvolumen entwickelt sich daher in die entgegengesetzte Richtung der Dichte: Wenn die Dichte zunimmt, nimmt das Molvolumen ab.

Bei idealen Gasen

Im Falle idealer Gase ergibt die ideale Gasgleichung :

P \ cdot V = n \ cdot R \ cdot T.

woraus wir das Molvolumen des idealen Gases erhalten:

{\ displaystyle {\ bar {V}} = {V \ over n} = {\ frac {R \ cdot T} {P}}}

mit:

$P.$ der Druck ;
$V.$ die Lautstärke ;
$nicht$ die Anzahl der Mol oder die Menge des Materials ;
$T.$ die Temperatur ;
$R.$ die universelle Konstante idealer Gase .

Dies ergibt für normale Temperatur- und Druckbedingungen (Temperatur von 0 ° C oder 273,15 K , Druck von 1 atm oder 101 325 Pa ):

{\ displaystyle R = 8,3144621 \; \ left [\ mathrm {\ frac {J} {mol \ cdot K}} \ right]}

{\ displaystyle {\ frac {8,3144621 \ cdot 273,15} {101 \; 325}} = 0,022414 \; {\ rm {m ^ {3} \ cdot mol ^ {- 1}}}}

Das Molvolumen eines idealen Gases in CNTPs beträgt daher ungefähr 22,4 l · mol -1 .

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