В химии и смежных областях молярный объем , обозначение V m , [1] или вещества — это отношение объема, занимаемого веществом, к количеству вещества , обычно выраженному при данной температуре и давлении . Он равен молярной массе ( M ), разделенной на массовую плотность ( ρ ):
Молярный объем имеет единицу СИ кубический метр на моль (м 3 /моль) [1] , хотя для газов более характерно использовать единицы кубический дециметр на моль (дм 3 /моль) и кубические сантиметры на моль ( см 3 /моль) для жидкостей и твердых веществ .
Молярный объем вещества i определяется как его молярная масса , деленная на его плотность ρ i 0 :
Молярный объем связан с удельным объемом продукта с молярной массой . Это следует из вышеизложенного, где удельный объем является обратной величиной плотности вещества:
Для идеальных газов молярный объем определяется уравнением идеального газа ; это хорошее приближение для многих распространенных газов при стандартной температуре и давлении . Уравнение идеального газа можно преобразовать, чтобы получить выражение для молярного объема идеального газа:
Молярный объем идеального газа при давлении 100 кПа (1 бар ) равен
Молярный объем идеального газа при давлении в 1 атмосферу равен
Для кристаллических твердых веществ молярный объем можно измерить методом рентгеновской кристаллографии . Объем элементарной ячейки ( V- ячейка ) может быть рассчитан на основе параметров элементарной ячейки , определение которых является первым шагом в эксперименте по рентгеновской кристаллографии (расчет выполняется автоматически с помощью программного обеспечения для определения структуры). Это связано с молярным объемом соотношением
Сверхчистый кремний обычно производится для электронной промышленности , и измерение молярного объема кремния, как с помощью рентгеновской кристаллографии, так и по отношению молярной массы к массовой плотности, привлекло большое внимание со времени новаторской работы в NIST в 1974. [2] Интерес возникает из-за того, что точные измерения объема элементарной ячейки, атомного веса и массовой плотности чистого кристаллического твердого тела обеспечивают прямое определение постоянной Авогадро. [3]
Рекомендуемое CODATA значение молярного объема кремния составляет1,205 883 199 (60) × 10 -5 м 3 ⋅моль -1 , с относительной стандартной неопределенностью4,9 × 10 -8 . [4]