Qu'est-ce que le volume molaire ?
Le volume molaire d'un gaz correspond au volume occupé par exactement une mole de ce gaz dans des conditions précises de température et de pression. Pour un gaz parfait, il découle directement de la loi des gaz parfaits, \(PV = nRT\), en posant \(n\) égal à 1 mole. Ce calculateur fonctionne pour tout gaz assimilé à un gaz parfait et s'applique partout : il n'est lié à aucun pays en particulier.
Mode d'emploi
Saisissez la température absolue en kelvins (K) et la pression en kilopascals (kPa). Le calculateur affiche le volume molaire en litres par mole (L/mol), ainsi qu'en mètres cubes par mole. Les valeurs par défaut sont fixées à 273,15 K et 101,325 kPa, ce qui correspond à la définition classique des CNTP « 1 atm » et donne la fameuse valeur de 22,414 L/mol.
La formule expliquée
En partant de \(PV = nRT\) et en divisant par \(n\) puis par \(P\), on obtient le volume molaire $$V_m = \frac{RT}{P}$$ Pour conserver des unités cohérentes, on utilise la constante des gaz parfaits \(R = 8{,}314462618 \ \text{L}\cdot\text{kPa}/(\text{mol}\cdot\text{K})\). Avec la température en K et la pression en kPa, le résultat s'exprime directement en L/mol. À noter que les « CNTP » recouvrent plusieurs définitions : les conditions standards modernes de l'IUPAC reposent sur 100 kPa (soit ≈ 22,711 L/mol), tandis que l'ancienne convention utilise 1 atm = 101,325 kPa (soit ≈ 22,414 L/mol).
Exemple résolu
À \(T = 273{,}15 \ \text{K}\) et \(P = 101{,}325 \ \text{kPa}\) : $$V_m = \frac{8{,}314462618 \times 273{,}15}{101{,}325} = \frac{2271{,}098\ldots}{101{,}325} \approx 22{,}414 \ \text{L/mol}$$ C'est la valeur que la plupart des étudiants en chimie retiennent par cœur pour un gaz dans les CNTP.
FAQ
Pourquoi mon résultat diffère-t-il légèrement de 22,4 ? La valeur exacte dépend de la définition des CNTP et de la constante des gaz parfaits utilisées. Le standard de l'IUPAC à 100 kPa donne environ 22,711 L/mol, et non 22,4.
Cela fonctionne-t-il pour les gaz réels ? Le calcul suppose un comportement de gaz parfait, ce qui reste précis pour la plupart des gaz proches des conditions ambiantes, mais s'écarte de la réalité à haute pression ou à basse température.
Dans quelle unité exprimer la température ? En kelvins. Pour convertir des degrés Celsius, ajoutez 273,15.
