的摩尔体积是一个密集的属性，指示多少空间占用确定的物质或化合物中的一个摩尔。它用符号V m表示，对于气体，单位为dm 3 / mol；对于液体和固体，单位为cm 3 / mol，这是因为后者受分子间作用力的限制更大。
当研究涉及气体的热力学系统时，这种特性是经常出现的。因为对于液体和固体，确定V m的方程变得更加复杂和不准确。因此，就基础课程而言，摩尔体积始终与理想气体理论相关。
乙烯分子的体积表面上受绿色椭圆体和Avogadro数乘以该量的限制。资料来源：加布里埃尔·玻利瓦尔（GabrielBolívar）。
这是由于以下事实：结构方面与理想气体或理想气体无关。它的所有粒子都可视化为相互碰撞的球体，无论其质量或性质如何，其行为都相同。
在这种情况下，一摩尔任何理想气体将在给定的压力和温度下占据相同的体积V m。据说在P和T的正常条件下，分别为1 atm和0ºC，一摩尔的理想气体将占据22.4升的体积。该值即使在评估实际气体时也有用且近似。
概念和公式
对于气体
计算一个物种的摩尔体积的直接公式是：
V m = V / n
其中V是它占据的体积，n是物质的摩尔量。问题在于，V m取决于分子经受的压力和温度，并且我们需要一个数学表达式来考虑这些变量。
图像中的乙烯H 2 C = CH 2具有相关的分子体积，该分子体积受绿色椭圆体的限制。H 2 C = CH 2可以多种方式旋转，就像所述椭圆体在空间中移动以可视化它将占据多少体积（显然可以忽略不计）。
但是，如果将这种绿色椭球的体积乘以A Avogadro数N A，则我们得到的是乙烯分子。一摩尔彼此相互作用的椭球。在更高的温度下，分子将彼此分离；在较高压力下，它们会收缩并减小体积。
因此，V m取决于P和T。乙烯具有平面几何形状，因此不能认为其V m与四面体几何形状的甲烷CH 4精确且完全相同。用一个球体而不是一个椭球表示。
用于液体和固体
液体和固体的分子或原子也具有自己的V m，这可以大致与它们的密度有关：
V m = m /（dn）
对于液体和固体，温度对摩尔体积的影响比对压力的影响更大，只要后者不会突然变化或过高（按GPa顺序）即可。同样，正如乙烯所提到的，几何形状和分子结构对V m的值有很大的影响。
但是，在正常条件下，可以观察到不同液体或固体的密度大小变化不大；其摩尔体积也是如此。注意，它们越密，V m越小。
关于固体，其摩尔体积还取决于其晶体结构（其晶胞的体积）。
如何计算摩尔体积？
与液体和固体不同，对于理想气体，有一个方程式可以使我们根据P和T及其变化来计算V m。这就是理想气体的气体：
P = nRT / V
用来表示V / n的哪个：
V / n = RT / P的
V m = RT / P
如果我们使用气体常数R = 0.082 L·atm·K -1 ·mol -1，则温度应以开尔文（K）表示，压力应以大气压表示。请注意，这里观察到了为什么V m是强属性：T和P与气体质量无关，而与气体体积无关。
这些计算仅在气体表现接近理想状态的条件下才有效。但是，通过实验获得的值与理论值相比误差很小。
计算摩尔体积的例子
例子1
气体Y的密度为8.5·10 -4 g / cm 3。如果您有16克等价于0.92摩尔的Y，请找到其摩尔体积。
根据密度公式，我们可以计算出这16克Y占据了多少体积：
V = 16克/（8.5·10 -4克/ cm 3）
= 18,823.52 cm 3或18.82 L
因此，V m可通过将该体积除以给定的摩尔数直接计算得出：
V m = 18.82升/ 0.92摩尔
= 20.45 L / mol或L mol -1或dm 3 mol -1
练习2
在前面的Y例子中，任何时候都没有指定该气体颗粒经历的温度是多少。假设Y在大气压下工作，计算将其压缩到确定的摩尔体积所需的温度。
演习的说明比其决议要长。我们使用等式：
V m = RT / P
但是我们求解T，并且知道大气压力为1 atm，我们可以解决：
T = V m P / R
=（20.45升/摩尔）（1大气压）/（0.082升大气压/ K摩尔）
= 249.39千
也就是说，在接近-23.76ºC的温度下，一摩尔Y将占据20.45升。
练习3
根据之前的结果，在0°C，25°C和大气压下的绝对零下确定V m。
将温度转换为开尔文，我们首先有273.17 K，298.15 K和0K。我们直接用第一和第二温度代替来求解：
V m = RT / P
=（0.082 L atm / K mol）（273.15 K）/ 1 atm
= 22.40升/摩尔（0ºC）
=（0.082 L atm / K mol）（298.15 K）/ 1 atm
= 24.45升/摩尔（25ºC）
一开始提到了22.4升的价值。注意V m如何随温度增加。当我们想用绝对零进行相同的计算时，我们偶然发现了热力学第三定律：
（0.082 L atm / K mol）（0 K）/ 1 atm
= 0 L /摩尔（-273.15ºC）
气体Y不能有不存在的摩尔体积；这意味着已将其转换为液体，并且先前的方程式不再有效。
另一方面，不可能在绝对值为零的情况下计算V m遵守热力学第三定律，该定律说不可能将任何物质冷却到绝对值为零的温度。
参考文献
- 艾拉·莱文（Ira N. Levine）。（2014）。物理化学原理。第六版。Mc Graw Hill。
- Glasstone。（1970）。物理化学条约。第二版。阿吉拉尔
- 维基百科。（2019）。摩尔体积。从以下位置恢复：en.wikipedia.org
- Helmenstine，Anne Marie博士 （2019年8月8日）。摩尔体积在化学中的定义。从以下位置恢复：Thoughtco.com
- 百济 （2019）。摩尔体积公式。从以下位置恢复：byjus.com
- 冈萨雷斯·莫妮卡。 （2010年10月28日）。摩尔体积。从以下网站恢复：quimica.laguia2000.com