„Molares Volumen“ – Versionsunterschied

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Das '''molare Volumen''' oder auch '''Molvolumen''' ([[Formelzeichen]]: ''V''<sub>m</sub>) eines [[Stoff (Chemie)|Stoffes]] gibt an, welches [[Volumen]] ein [[Mol]] dieser [[Substanz]] einnimmt. Seine [[SI-Einheit]] ist m<sup>3</sup>/mol.
Das '''molare Volumen''' oder auch '''Molvolumen''' ([[Formelzeichen]]: ''V''<sub>m</sub>) eines [[Stoff (Chemie)|Stoffes]] gibt an, welches [[Volumen]] ein [[Mol]] dieser [[Substanz]] einnimmt. Seine [[SI-Einheit]] ist m<sup>3</sup>/mol.


Es ergibt sich aus dem [[Quotient]]en des Volumens ''V'' und der [[Stoffmenge]] ''n'', und kann aus der [[molare Masse|Molaren Masse]] ''M'' und der [[Dichte (Physik)|Dichte]] ''ρ'' der entsprechenden Substanz berechnet werden.
Es ergibt sich aus dem [[Quotient]]en des Volumens ''V'' und der [[Stoffmenge]] ''n'' und kann aus der [[molare Masse|Molaren Masse]] ''M'' und der [[Dichte (Physik)|Dichte]] ''ρ'' der entsprechenden Substanz berechnet werden.


:<math>V_\mathrm{m} = \frac{V}{n} = \frac{M}{\rho}</math>
:<math>V_\mathrm{m} = \frac{V}{n} = \frac{M}{\rho}</math>


Es beschreibt also das Volumen, das von insgesamt 6,022&nbsp;·&nbsp;10<sup>23</sup> [[Teilchen]] ([[Avogadro-Konstante]]) einer [[Substanz]] ausgefüllt wird. Es handelt sich beim molaren Volumen um eine [[molare Größe|molare]] und damit [[intensive Größe]], während das Volumen selbst eine [[extensive Größe]] darstellt.
Es beschreibt also das Volumen, das von insgesamt 6,022&nbsp;·&nbsp;10<sup>23</sup> [[Teilchen]] ([[Avogadro-Konstante]]) einer [[Substanz]] ausgefüllt wird. Es handelt sich beim molaren Volumen um eine [[intensive Größe]], während das Volumen selbst eine [[extensive Größe]] darstellt.


Für [[Feststoff]]e und [[Flüssigkeit]]en hängt das molare Volumen vom jeweiligen Stoff ab ([[Stoffeigenschaft]]).
Für [[Feststoff]]e und [[Flüssigkeit]]en hängt das molare Volumen vom jeweiligen Stoff ab ([[Stoffeigenschaft]]).
Das Molare Volumen ist ebenso wie das [[Spezifisches Volumen|(Massen-)Spezifische Volumen]] ein normiertes Volumen.


== Molares Volumen des idealen Gases ==
== Molares Volumen des idealen Gases ==
[[File:Zusammenhang zwischen Masse, Stoffmenge, Volumen und Teilchenanzahl.svg|400px|thumb|Der Zusammenhang zwischen Masse, Stoffmenge, Volumen und Teilchenanzahl.]]
[[Datei:Zusammenhang zwischen Masse, Stoffmenge, Volumen und Teilchenanzahl.svg|400px|mini|Der Zusammenhang zwischen Masse, Stoffmenge, Volumen und Teilchenanzahl.]]


Durch Umstellen der [[ideale Gasgleichung|idealen Gasgleichung]] erhält man für das molare Volumen eines [[Ideales Gas|idealen Gases]]:
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* ''R'' die [[universelle Gaskonstante]]
* ''R'' die [[universelle Gaskonstante]]
* ''T'' die [[Temperatur]] und
* ''T'' die [[Temperatur]] [[Kelvin|(K)]] und
* ''p'' der [[Druck (Physik)|Druck]].
* ''p'' der [[Druck (Physik)|Druck]] [[Pascal (Einheit)|(kPa)]].


Das molare Volumen eines idealen Gases beträgt damit nach derzeitiger [[Messgenauigkeit]] (''unabhängig davon, welches Gas im Einzelnen vorliegt''):
Das molare Volumen eines idealen Gases beträgt damit nach derzeitiger [[Messgenauigkeit]] (''unabhängig davon, welches Gas im Einzelnen vorliegt''):
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! Bedingungen !! Druck !! Temperatur !! Molares Volumen !! Anmerkung
! Bedingungen !! Druck !! Temperatur !! Molares Volumen !! Anmerkung
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| [[Normbedingungen #Normbedingungen|Normbedingungen]] || 101,325&nbsp;kPa || style="text-align: center" | 0&nbsp;°C || 22,413&nbsp;962&nbsp;(13)&nbsp;10<sup>−3</sup>&nbsp;m<sup>3</sup>/mol<ref>{{internetquelle |url=http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?mvolstd |hrsg=National Institute of Standards and Technology |titel=CODATA Recommended Values |zugriff=29. November 2015}} Wert für das molare Volumen unter Normbedingungen (273,15&nbsp;[[Kelvin]], 101,325&nbsp;[[Pascal (Einheit)|kPa]]).</ref> || "''Normvolumen''"
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| [[Normbedingungen #Chemische Standardbedingungen|Chemische Standardbedingungen (IUPAC 1982)]] || 100,000&nbsp;kPa || style="text-align: center" | 0&nbsp;°C || 22,710&thinsp;954&thinsp;64...&thinsp;·&thinsp;10<sup>−3</sup>&thinsp;m<sup>3</sup>/mol<ref>{{internetquelle |url=https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?mvol |hrsg=National Institute of Standards and Technology |titel=CODATA Recommended Values |zugriff=2019-07-30}} Wert für das molare Volumen bei 273,15&nbsp;[[Kelvin]] und 100&nbsp;[[Pascal (Einheit)|kPa]]. Der Wert ist exakt, hat aber in der Dezimaldarstellung unendlich viele Nachkommastellen.</ref> ||
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| [[Normbedingungen #Sonstige|SATP-Bedingungen]] || 101,300&nbsp;kPa || style="text-align: center" | 25&nbsp;°C || 24,465&nbsp;433&nbsp;l/mol.<!--Aktueller Wert und Beleg?--> ||
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In der deutschen Norm [[DIN]] 1343, Ausgabe Januar 1990, ist das molare Normvolumen des idealen Gases noch mit dem älteren Wert von (22,414&nbsp;962&nbsp;±&nbsp;0,000&nbsp;013)&nbsp;l/mol angegeben. Der ältere Wert überdeckt den jüngeren dank seiner größeren Unsicherheit völlig.
In der deutschen Norm [[DIN]] 1343, Ausgabe Januar 1990, ist das molare Normvolumen des idealen Gases noch mit dem älteren Wert von (22,414&nbsp;962&nbsp;±&nbsp;0,000&nbsp;013)&nbsp;l/mol angegeben. Der ältere Wert überdeckt den neueren aufgrund seiner größeren Unsicherheit völlig.


Für [[Reales Gas|reale Gase]] gelten die aus dem idealen Gasgesetz erhältlichen Zahlen nur annähernd, und zwar auch nur bei geringem Druck und nicht zu geringen Temperaturen.
Für [[Reales Gas|reale Gase]] gelten die Zahlen aus dem idealen Gasgesetz nur bei geringem Druck und nicht zu tiefen Temperaturen.


== Siehe auch ==
== Siehe auch ==
* [[Partielles molares Volumen]]
* [[Exzessvolumen|Partielles molares Volumen]]


== Einzelnachweise ==
== Einzelnachweise ==

Aktuelle Version vom 19. Mai 2024, 17:40 Uhr

Physikalische Größe
Name Molares Volumen
Formelzeichen
Größen- und
Einheitensystem 		Einheit Dimension
SI m3·mol−1 L3 N−1

Das molare Volumen oder auch Molvolumen (Formelzeichen: Vm) eines Stoffes gibt an, welches Volumen ein Mol dieser Substanz einnimmt. Seine SI-Einheit ist m3/mol.

Es ergibt sich aus dem Quotienten des Volumens V und der Stoffmenge n und kann aus der Molaren Masse M und der Dichte ρ der entsprechenden Substanz berechnet werden.

Es beschreibt also das Volumen, das von insgesamt 6,022 · 1023 Teilchen (Avogadro-Konstante) einer Substanz ausgefüllt wird. Es handelt sich beim molaren Volumen um eine intensive Größe, während das Volumen selbst eine extensive Größe darstellt.

Für Feststoffe und Flüssigkeiten hängt das molare Volumen vom jeweiligen Stoff ab (Stoffeigenschaft). Das Molare Volumen ist ebenso wie das (Massen-)Spezifische Volumen ein normiertes Volumen.

Molares Volumen des idealen Gases

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Der Zusammenhang zwischen Masse, Stoffmenge, Volumen und Teilchenanzahl.

Durch Umstellen der idealen Gasgleichung erhält man für das molare Volumen eines idealen Gases:

,

mit

Das molare Volumen eines idealen Gases beträgt damit nach derzeitiger Messgenauigkeit (unabhängig davon, welches Gas im Einzelnen vorliegt):

Bedingungen Druck Temperatur Molares Volumen Anmerkung
Physikalische Normbedingungen 101,325 kPa 0 °C 22,413 969 54... · 10−3 m3/mol[1] "Normvolumen"
Chemische Standardbedingungen (IUPAC 1982) 100,000 kPa 0 °C 22,710 954 64... · 10−3 m3/mol[2]
SATP-Bedingungen 100,000 kPa[3] 25 °C 24,789 570 30... · 10−3 m3/mol.[4]

In der deutschen Norm DIN 1343, Ausgabe Januar 1990, ist das molare Normvolumen des idealen Gases noch mit dem älteren Wert von (22,414 962 ± 0,000 013) l/mol angegeben. Der ältere Wert überdeckt den neueren aufgrund seiner größeren Unsicherheit völlig.

Für reale Gase gelten die Zahlen aus dem idealen Gasgesetz nur bei geringem Druck und nicht zu tiefen Temperaturen.

Siehe auch

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Einzelnachweise

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  1. ↑ CODATA Recommended Values. National Institute of Standards and Technology, abgerufen am 30. Juli 2019. Wert für das molare Volumen unter Normbedingungen (273,15 Kelvin, 101,325 kPa). Der Wert ist exakt, hat aber in der Dezimaldarstellung unendlich viele Nachkommastellen.
  2. ↑ CODATA Recommended Values. National Institute of Standards and Technology, abgerufen am 30. Juli 2019. Wert für das molare Volumen bei 273,15 Kelvin und 100 kPa. Der Wert ist exakt, hat aber in der Dezimaldarstellung unendlich viele Nachkommastellen.
  3. ↑ Standardzustand - Chemgapedia. Archiviert vom Original am 25. Juni 2022; abgerufen am 8. März 2021.
  4. ↑ molares Volumen - Chemgapedia. Archiviert vom Original am 28. November 2022; abgerufen am 8. März 2021.
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