Volumen molar
# Volumen molar

El volumen molar de una sustancia, simbolizado $V_m,$ es el volumen de un mol de esta. La unidad del Sistema Internacional de Unidades es el metro cúbico por mol:

Un mol de cualquier sustancia contiene $6,022140\cdot 10^{23}$ partículas. En el caso de sustancias gaseosas moleculares un mol contiene $N_A$ moléculas. De aquí resulta, teniendo en cuenta la ley de Avogadro, que un mol de cualquier sustancia gaseosa ocupará siempre el mismo volumen (medido en las mismas condiciones de presión y temperatura).

Experimentalmente y mediante la ley de los gases ideales, se ha podido comprobar que el volumen que ocupa un mol de cualquier gas ideal en condiciones estándar (Presión de $10^5$ pascales (1 bar), Temperatura de 273,15 K, 0 °C) es de 22,7 litros. Si se utiliza como presión 1 Atm (101325 Pa) en vez de 1 bar, este valor cambia y es 22,4 L (22.3983 L para ser más específicos). Este valor se conoce como volumen molar normal de un gas.

Este valor del volumen molar corresponde a los llamados gases ideales o perfectos; los gases ordinarios no son perfectos y su volumen molar se aparta ligeramente de este valor. Así los volúmenes molares de algunos gases son:

* Monóxido de carbono (CO) = 22,4 L
* Dióxido de azufre $(SO_2)$ = 21,9 L
* Dióxido de carbono $(CO_2)$ = 22,3 L

En el caso de sustancias en estado sólido o líquido el volumen molar es mucho menor y distinto para cada sustancia. Por ejemplo:

* Para el nitrógeno líquido (–210 °C) el volumen molar es de 34,6 cm³.
* Para el agua líquida (4 °C) el volumen molar es de 18,0 cm³.

## Ejemplo

* ¿Qué volumen ocupan 30 gramos de gas nitrógeno, $N_2,$ a cero grados Celsius y una atmósfera de presión? (Masa atómica del nitrógeno: 14,0067).

Haciendo la regla de tres:

    ${\begin{array}{rcl}2\cdot 14{,}0067\;{\text{g N}}&\longrightarrow &1\;{\text{mol}}=22{,}4\;{\text{L}}\\30\;{\text{g N}}&\longrightarrow &x\;{\text{L}}\end{array}}$

despejando $x$:2

    $x={\frac {22{,}4\;{\text{L}}\cdot 30\;{\text{g N}}}{2\cdot 14{,}0067\;{\text{g N}}}}$

realizadas las operaciones da como resultado:

    $x=23,99\;{\text{L}}$

que es el volumen ocupado por 30 gramos de nitrógeno a cero grados Celsius y una atmósfera de presión.

* ¿Cuál es la masa de 50 litros de gas oxígeno, $O_2,$ a cero grados Celsius y una atmósfera de presión? (Masa atómica del oxígeno: 15,9994).

Por regla de tres tenemos que:

    ${\begin{array}{rcl}1\;{\text{mol}}=22{,}4\;{\text{L}}&\longrightarrow &2\cdot 15{,}9994\;{\text{g O}}\\50\;{\text{L}}&\longrightarrow &x\;{\text{g O}}\end{array}}$

despejando x:

    $x={\frac {2\cdot 15{,}9994\;{\text{g O}}\cdot 50\;{\text{L}}}{22{,}4\;{\text{L}}}}$

realizadas las operaciones da como resultado:

    $x=71{,}43\;{\text{g O}}$,

que es la masa en gramos de 50 litros de oxígeno en condiciones normales: cero grados Celsius y una atmósfera de presión.

