Definición de volumen molar
Volumen molar es un concepto que se utiliza en el ámbito de la química. La noción se emplea para nombrar al volumen ocupado por un mol de una sustancia, utilizándose como unidad de referencia al metro cúbico por mol.
Como se puede advertir si analizamos la definición que mencionamos en el primer párrafo, para entender qué es el volumen molar se hace imprescindible comprender qué es el volumen y qué es un mol.
La noción de volumen molar se emplea en la química.
Analizando los conceptos de volumen y mol
La idea de volumen puede usarse de distintos modos: en este caso, nos interesa su acepción como la magnitud que señala el espacio ocupado por algo en alto, ancho y largo (es decir, en tres dimensiones). Un mol, por su parte, es una unidad que permite realizar la medición de la cantidad existente de un elemento que tiene un peso equivalente a su peso molecular reflejado en gramos.
Es importante mencionar que, en toda sustancia, un mol alberga una cantidad de masa que está contenida en 6,022 x 10 elevado a 23 moléculas. Esta cifra (6,022 x 10 elevado a 23) se denomina número de Avogadro y es la cantidad de átomos existente en doce gramos de carbono-12 puro. El número de Avogadro permite contabilizar entidades microscópicas partiendo de medidas microscópicas.
También es necesario conocer la ley de Avogadro, que señala que, cuando distintos gases se miden en idénticas condiciones de temperatura y presión, albergan la misma cantidad de partículas.
Qué es el volumen molar
Retomando la idea de volumen molar, a partir de lo mencionado por la ley de Avogadro, se desprende que el mol de un gas siempre ocupa el mismo volumen cuando se mantienen las condiciones de temperatura y presión. El volumen molar normal de las sustancias gaseosas es 22,4 litros, estimado con una temperatura de 0º C y una presión de 1 atmósfera. Esto ocurre en todo gas ideal.
Un mol contiene una cantidad específica de masa.
Los gases ideales, también conocidos con el nombre de gases perfectos, responden a una ley según la cual las partículas que forman el gas no se atraen ni se repelen entre ellas, y cuando chocan lo hacen de forma perfectamente elástica.
Por lo tanto, el volumen molar normal de un gas, cuyo valor es de 22,4 litros, sólo se da si nos encontramos ante un gas ideal (o perfecto), pero esto no ocurre con los denominados gases ordinarios; estos últimos poseen moléculas con volumen, aunque no sea considerable, y esto hace que su volumen molar sea diferente de 22,4 litros. De todos modos, no se trata de diferencias muy grandes; por ejemplo, mientras que el monóxido de carbono sí tiene dicho volumen, el dióxido de azufre y el dióxido de carbono se encuentran 0,5 y 0,1 litros por debajo, respectivamente.
La noción de volumen molar parcial
Teniendo en cuenta que el volumen de una disolución está ligado a la presión, la composición y la temperatura, y que se trata de una magnitud extensiva, podemos definir el concepto de volumen parcial como la velocidad de cambio del volumen a medida que aumenta la cantidad de sustancia, siempre que se mantengan constantes los valores de temperatura, de presión y la cantidad del resto de los componentes.
El volumen molar parcial es función de la composición fraccionaria, de la presión y de la temperatura; en otras palabras, es una magnitud intensiva y, de acuerdo con su definición, podemos afirmar que, si la presión y la temperatura no varían, interviene en la diferencial del volumen total.
Cuando alteramos la composición, por ejemplo si agregamos una cierta cantidad de algunas de las sustancias, dado que el volumen total de la mezcla aumenta, los volúmenes molares parciales de sus componentes también cambian, ya que lo hace primero el entorno de sus moléculas. El volumen que ocupa una cantidad cualquiera de moléculas depende de aquéllas que se encuentran a su alrededor.