El volumen molar se define como el volumen de un mol de un elemento o compuesto a temperatura y presión estándar. En otras palabras, es la relación entre la masa molar y la densidad. Es directamente proporcional a la masa de la sustancia pero cambia inversamente con la densidad de la sustancia. El volumen molar de los gases ideales sigue la ecuación de los gases perfectos. Si la muestra es una mezcla de dos o más componentes, la densidad de la mezcla se usa para aproximar el volumen molar sumando los volúmenes molares de los componentes individuales.
Fórmula
V metro = M/ρ
dónde,
V m es el volumen molar,
M es la masa molar del gas,
ρ es la densidad del gas.
Se sabe que 1 mol de un gas tiene un volumen de 22,4 L en STP. En términos del número de moles, la fórmula se expresa como,
Vm = 22,4n
dónde,
V m es el volumen molar,
n es el número de moles de gas.
Por ejemplo,
El dirust de carbono se forma cuando el carbono reacciona con el aire.
C (s) + O 2 (g) → CO 2 (g)
Supongamos que tenemos que encontrar el volumen molar del dirust de carbono gaseoso que se forma cuando 2 g de carbono reaccionan con el aire.
De la reacción está claro que 1 mol de carbono da 1 mol de dirust de carbono.
Número de moles de 2 g de carbono = 2/12 = 0,166 mol
Entonces, número de moles de dirust de carbono (n) = 0.166 mol
Usando la fórmula que obtenemos,
Vm = 22,4n
= 22,4 (0,166)
= 3,73 litros
Problemas de muestra
Problema 1. ¿Calcular el volumen molar del oxígeno si la densidad del gas es 1,4291 g/L?
Solución:
Tenemos,
METRO = 32
D = 1,4291
V m = M/D
= 32/1,4291
= 22,39 litros
Problema 2. ¿Calcular el volumen molar del dirust de azufre si la densidad del gas es de 2,6288 g/L?
Solución:
Tenemos,
METRO = 32 + 2 (16) = 64
D = 2,6288
V m = M/D
= 64/2.6288
= 24,34 litros
Problema 3. Calcular la densidad de un gas si su volumen molar es de 22,40 L y su masa molar es de 28 g.
Solución:
Tenemos,
Vm = 22,40
METRO = 28
V m = M/D
=> D = M/V m
=> D = 28/22,40
=> D = 1,25 g/L
Problema 4. Calcular el volumen molar de 3 moles de un gas.
Solución:
Tenemos,
norte = 3
Usando la fórmula que tenemos,
Vm = 22,4n
= 22,4 (3)
= 67,2 litros
Problema 5. Calcular el volumen molar de 10 moles de un gas.
Solución:
Tenemos,
norte = 10
Usando la fórmula que tenemos,
Vm = 22,4n
= 22,4 (10)
= 224 litros
Problema 6. Calcular el número de moles de un gas si su volumen molar es 336 L.
Solución:
Tenemos,
Vm = 336
Usando la fórmula que tenemos,
Vm = 22,4n
=> n = V m /22,4
=> n = 336/22,4
=> n = 15
Problema 7. Considere la reacción química dada a continuación:
N (s) + NO (g) → N 2 (g) + O
Calcule el volumen molar de nitrógeno gaseoso formado si 1,5 g de nitrógeno reaccionan con rust nítrico.
Solución:
De la reacción, está claro que 1 mol de nitrógeno da 1 mol de gas nitrógeno.
Número de moles de 1,5 g de nitrógeno = 1,5/14 = 0,125 mol
Entonces, número de moles de nitrógeno (n) = 0.125 mol
Usando la fórmula que obtenemos,
Vm = 22,4n
= 22,4 (0,125)
= 2,80 litros