Il volume molare è il volume che occupa una mole di sostanza quando si trova al suo stato gassoso e la sua unità di misura è litro diviso mol (L/mol). Nelle condizioni standard equivale sempre a 22,7 L/mol.
Il fisico italiano Amedeo Avogadro aveva scoperto e dimostrato che gas diversi che occupavano lo stesso volume avevano lo stesso numero di particelle facendo reagire 2 litri di idrogeno con 1 litro di ossigeno e formando 2 litri di acqua. Sappiamo infatti che una molecola di acqua (H2O) è formata proprio dall’unione di due atomi di idrogeno con un atomo di ossigeno.
Pertanto, per tutti i gas che si trovano a pressione non troppo alta e a temperature lontane da quella di condensazione, il loro volume dipende soltanto dal numero delle molecole indipendentemente dalle loro dimensioni o dalla loro natura chimica.
I gas si trovano nelle condizioni standard quando hanno la pressione di 1 bar, cioè 100 kilopascal (100 kPa) e una temperatura di 273 kelvin (K) che equivale a 0° C. In questo caso il loro volume molare è sempre uguale a 22,7 L/mol.
Si può quindi ricavare la quantità di sostanza, cioè il numero di atomi o molecole contenute in una certa sostanza, facendo il rapporto tra il suo volume e quello molare.
Detto ciò possiamo anche scrivere l’equazione generale del gas ideale che mette in relazione tutte le grandezze che caratterizzano lo stato fisico di un gas senza dovere tenere conto della sua natura chimica:
p ∙ V = n ∙ R ∙ T
- p sta per la pressione misurata in kilopascal (kPa)
- V sta per il volume in litri
- n sta per la quantità di sostanza espressa in mol
- R è la costante dei gas ed è sempre 8,31 kPa ∙ L /mol ∙ K
- T è la temperatura espressa in gradi kelvin (K)
Infatti le leggi dei gas spiegano quali relazioni ci sono tra le varie grandezze fisiche dei gas. Conosce alcune grandezze si possono risalire a quelle che non conosciamo.
Ad esempio, conoscendo il volume, la temperature e la pressione di un gas possiamo risalire alle sue moli oppure conoscendo le sue moli, la sua temperature e la sua pressione possiamo ricavare il suo volume. Tutto questo tramite le formule inverse.
