In chimica, il volume molare o volume libero medio (v) è il volume occupato da una unità di quantità di sostanza di una determinata sostanza (originariamente, si intendeva in particolare una mole, da cui il nome storico "volume molare") a valori di temperatura e pressione specifici. L'unità di misura nel Sistema Internazionale è il metro cubo su mole (m3mol−1), oppure il nanometro cubo (1 m3mol−1 = 1'660 nm3 circa). Per motivi di praticità viene generalmente espresso in litri su mole per i gas e in cm3 su mole per liquidi e solidi.
Si può calcolare come rapporto tra il volume (V) e la quantità di sostanza (N) di una sostanza in esso contenuto:
In caso di una miscela l'equazione diventa, secondo la legge dei volumi parziali:
dove xi è la frazione molare del componente i-esimo, e vi il suo volume molare.
Gas ideali e volume molare standard
Per un gas ideale, il volume molare standard è il volume occupato da una mole in condizioni standard e per convenienza pratica viene posto pari a 22,414 L/mol. Tale valore si ricava sostituendo le coordinate termodinamiche STP nella equazione di stato dei gas perfetti:
in base all'analisi dimensionale, siccome cerchiamo il volume molare in m^3/mol, e la pressione sarà in unità S.I. pascal ovvero J/m^3, la temperatura deve essere misurata in J/mol. Sostituiamo i dati in condizioni normali (rispettivamente 101,325 kPa, e la temperatura assoluta di 273,15 K si converte in unità energetiche J/mol semplicemente moltiplicando per la costante dei gas: è quindi pari a circa 2,27 kJ/mol) si ottiene:
Il suo inverso è chiamato costante di Loschmidt: alla omonima voce viene legata alle proprietà molecolari con considerazioni di meccanica statistica.
Volume molare parziale In petrologia, in particolare nello studio dei magmi, si utilizza il volume molare parziale per indicare la quantità di un componente che, se moltiplicato per il numero di moli dello stesso, restituisce il contributo del componente al volume totale.
Note
Voci correlate Equazione di stato dei gas perfetti Equazione di Van der Waals amagat nanometro cubo costante di Loschmidt Cammino libero medio
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