Unités, constante R et volume molaire

Bien choisir ses unités

Avant tout calcul avec PV = nRT, il faut mettre toutes les grandeurs dans le même système d'unités. Avec R = 8,314 J/(mol·K), il faut utiliser :

• P en pascals (Pa) — attention, 1 bar = 1,0×10^5 Pa et 1 atm ≈ 1,013×10^5 Pa,
• V en mètres cubes (m³) — attention, 1 L = 1,0×10^-3 m³,
• T en kelvins (K),
• n en moles (mol).

Le volume molaire

Le volume molaire Vm est le volume occupé par une mole de gaz, dans des conditions de pression et de température données :

Vm = V / n = R*T / P

Dans les conditions dites normales (0°C, soit 273,15 K, et 1 atm, soit 101 325 Pa), le volume molaire d'un gaz parfait vaut environ 22,4 L/mol, une valeur classique à connaître. À 20°C (293 K) et 1 atm, ce volume molaire est un peu plus grand, environ 24,0 L/mol, car un gaz plus chaud occupe davantage de place à pression égale.

Vm(0 degres C, 1 atm) = R*273,15 / 101325 = 0,02241 m3/mol = 22,4 L/mol

À quoi ça sert

Le volume molaire permet de passer directement d'une quantité de matière à un volume (ou l'inverse) sans repasser par toute l'équation, tant que la pression et la température restent les mêmes que celles utilisées pour calculer Vm.

V = n * Vm

Erreur classique

Ne confonds pas 22,4 L/mol (valable uniquement à 0°C et 1 atm) avec une constante universelle : le volume molaire change dès que la température ou la pression changent. Il faut toujours vérifier dans quelles conditions il est donné avant de l'utiliser.