Volume molaire d'un gaz parfait

I. Définition :

• Le volume molaire d'un gaz parfait est le volume occupé par une mole de n'importe quel gaz parfait dans des conditions normales de température et de pression. ( à savoir : 1,013.10⁵  Pa [1013 hPa] et 0° Celsius  [273,15 Kelvin]). Cette condition se note CNTP ou TPN.  
• Ce volume est de 22,41 L - 0,02241 m³ dans les conditions NTP.
• Sauf indications contraires, le volume molaire d'un gaz est toujours exprimé selon les CNTP !
• 1 mole de composé à l'état gazeux occupera un volume de 22,4 L

unité du volume molaire :

Son unité est le litre par mole (L·mol^-1). Dans les unités du système international, le volume molaire s'exprime en mètres cubes par mole (m³·mol^-1). 

• Conditions de laboratoire | Convention (CL)

Pression = pression atmosphérique (1013 hPa) et température fixée à 25°C (298,15 Kelvin) ; Le volume molaire d'un gaz vaut alors 24,47 L·mol^-1 que nous estimerons à 24 L·mol^-1

Le volume molaire est une grandeur physico-chimique qui dépend de l'élévation de la température et de la pression.

II. Formules :

Le volume molaire peut se calculer en utilisant la formule :

Cette formule s'applique aux gaz uniquement avec

• V , le volume en litres et

• n la quantité de matière en moles.

En utilisant la formule de calcul de la masse molaire M

on peut déterminer une seconde formule :

.

 

Pour calculer le nombre de moles d'un gaz parfait dans d'autres conditions, la formule suivante est à appliquer : P. V = n. R. T. où, P = la pression exprimée en Pa, V est égale au volume (en m³), n est la quantité de matière (nombre de moles), R = la constante du gaz parfait (8,314) et T,  la température absolue exprimée avec l'échelle de Kelvin.

On peut aussi utiliser la relation des gaz parfaits :

pV = nRT

afin de déterminer le volume molaire selon la formule :

.

Dans les exercices, nous utiliserons pour la pression : 1 atm , le volume sera exprimé en litre , et R vaudra alors 0,082. Il s'agit d'unités plus courantes en chimie et en thermodynamique chimique.