¿Qué es el volumen molar?
El volumen molar de un gas es el volumen que ocupa exactamente un mol de ese gas en unas condiciones determinadas de temperatura y presión. Para un gas ideal se deduce directamente de la ley de los gases ideales, \(PV = nRT\), tomando \(n\) igual a 1 mol. Esta calculadora sirve para cualquier gas considerado ideal y tiene aplicación universal: no depende de ningún país en concreto.
Cómo usarla
Introduce la temperatura absoluta en kelvin (K) y la presión en kilopascales (kPa). La calculadora devuelve el volumen molar en litros por mol (L/mol) y también en metros cúbicos por mol. Los valores por defecto son 273,15 K y 101,325 kPa, que corresponden a la definición clásica de «1 atm» de las CNPT (condiciones normales de presión y temperatura) y dan el conocido resultado de 22,414 L/mol.
La fórmula explicada
Partiendo de \(PV = nRT\) y dividiendo entre \(n\) y entre \(P\) se obtiene el volumen molar $$V_m = \frac{RT}{P}$$ Para que las unidades cuadren utilizamos la constante de los gases \(R = 8{,}314462618\ \text{L}\cdot\text{kPa}/(\text{mol}\cdot\text{K})\). Con la temperatura en K y la presión en kPa, el resultado sale directamente en L/mol. Ten en cuenta que «CNPT» tiene más de una definición: la versión moderna de la IUPAC usa 100 kPa (y da ≈ 22,711 L/mol), mientras que el criterio más antiguo emplea 1 atm = 101,325 kPa (y da ≈ 22,414 L/mol).
Ejemplo resuelto
Con \(T = 273{,}15\ \text{K}\) y \(P = 101{,}325\ \text{kPa}\): $$V_m = \frac{8{,}314462618 \times 273{,}15}{101{,}325} = \frac{2271{,}098\ldots}{101{,}325} \approx 22{,}414\ \text{L/mol}$$ Es el valor que memoriza la mayoría de estudiantes de química para un gas en condiciones normales.
Preguntas frecuentes
¿Por qué mi resultado se aleja un poco de 22,4? El valor exacto depende de qué definición de CNPT y de qué constante de los gases uses. El estándar de 100 kPa de la IUPAC da unos 22,711 L/mol, no 22,4.
¿Funciona con gases reales? Supone un comportamiento de gas ideal, que resulta bastante preciso para la mayoría de los gases en condiciones cercanas a las ambientales, pero se desvía a presiones altas o temperaturas bajas.
¿En qué unidades debe ir la temperatura? En kelvin. Para pasar de grados Celsius, suma 273,15.
