Chemické výpočty

Molární objem vyjadřuje objem, který zaujímá 1 mol jakékoliv plynné látky (resp. elementárních částic) za stanovených podmínek (teplotních a tlakových).

Molární objem látky X V_m(X) je definován jako podíl objemu V(X) a látkového množství n(X) této látky:

(30)

.

Někdy se ve vzorci nezdůrazňuje, o kterou látku či elementární částici se konkrétně jedná a vzorec se píše pouze ve tvaru:   (31). Jindy je však pro správný výpočet nutné specifikovat o kterou látku či elementární částice (atomy, molekuly, aj.) se jedná a zapsat je do závorky.

Základní jednotkou je metr krychlový na mol m³⋅mol^-1. Nejužívanějšími jednotkami jsou m³⋅mol^-1 = 10³ dm³⋅mol^-1 = 10⁶ cm³⋅mol^-1. Dalšími jednotkami jsou litr na mol l⋅mol^-1 = dm³⋅mol^-1 a litr na kilomol l⋅kmol^-1 = m³⋅mol^-1 (v chemii často používaná jednotka litr l je podle definice rovna 1 dm³).

Odvozené vztahy ze vztahu (26) jsou:

(32)	,
(33)	,

kde	n	.....	látkového množství látky X [mol]
	V	.....	objem látky X [dm3]
	Vm	.....	molární objem látky X [dm3⋅mol-1].

Avogadrův zákon

	Italský fyzik Amedeo Avogadro (1776-1865) z výsledků pokusů Gaya-Lussaca vyvodil tzv. Avogadrův zákon:
	Stejné objemy různých plynů obsahují při stejné teplotě a stejném tlaku stejný počet molekul.

Za standardních podmínek (teploty t₀ = 0°C = 273,15 K a tlaku p₀ = 101 325 Pa) platí, že 1 mol jakékoliv plynné látky vždy zaujímá objem 22,414 dm³ a podle Avogadrova zákona v objemu 22,414 dm³ libovolného plynu je obsažen stejný počet částic. Tento počet částic v jednom molu plynu udává Avogadrova konstanta N_A: N_A ≐ 6,022⋅10²³ mol^-1.

Ve výpočtech proto můžeme za standardních podmínek pro plynné látky využívat následující úměry:

(34)

.

Konstanta 22,414 dm³ plynoucí z Avogadrova zákona se nazývá standarní molární objem.

Standarní molární objem V_m⁰ vyjadřuje objem 1 molu plynné látky za standardních podmínek. Číselně je roven

(35)

.

Jeden mol jakékoliv plynné látky za standardních podmínek tedy vždy zaujímá objem 22,414 dm³. U kapalin a pevných látek je nutné při výpočtu objemu uplatnit hustotu.

Úvahy využívané ve výpočtech:

Klíčovou úlohu pro výpočet jednotlivých veličin v příkladech řešených logickou úvahou hraje látkové množství n.

Nejčastěji využívané úměry jsou:

(36)	,
(37)	,
1 mol látky X...standardní molární objem   (38)	.

Tyto úměry zapisujeme jako:

(39)	,
(40)	,
(41)	.

Pro příklady řešené dosazováním do vzorců je spojujícím článkem také látkové množství n. S využitím molární hmotnosti, molárního objemu a Avogadrovy konstanty lze z látkového množství vypočítat hmotnost, objem i počet částic pomocí následujícího vztahu (plyne z (28), (24) a (32)):

(42)

.

kde	n	.....	látkové množství látky X [mol]
	m	.....	hmotnost látky X [g]
	M	.....	molární hmotnost látky X [g⋅mol-1]
	N	.....	počet částic látky (atomů, molekul, iontů, elektronů, ...) [–]
	NA	.....	Avogadrova konstanta [mol-1]
	V	.....	objem látky X [dm3]
	Vm	.....	molární objem látky X [dm3⋅mol-1].

Ze vztahu (42) plyne již odvozený vztah (29) a další dva vztahy:

(43)

,

(44)

.

kde	V	.....	počet částic látky (atomů, molekul, iontů, elektronů, ...) [–]
	NA	.....	Avogadrova konstanta [mol-1]
	m	.....	hmotnost látky X [g]
	M	.....	molární hmotnost látky X [g⋅mol-1]
	V	.....	objem látky X [dm3]
	Vm	.....	molární objem látky X [dm3⋅mol-1].