La loi d'Avogadro-Ampère et le volume molaire

Revenons à la définition même de l'état gazeux : c'est un état dispersé et désordonné.
Les molécules de gaz ont un mouvement propre et elles occupent tout le volume qu'elles ont à leur disposition. La notion de pression se définit alors comme l'ensemble des micro-chocs entre les molécules et les parois qui limitent leur déplacement.

La théorie d'Avogadro (1776-1856) indique que deux volumes égaux de gaz différents, pris dans les mêmes conditions de température et de pression, contiennent le même nombre de molécules c'est-à-dire la même quantité de matière.
Par exemple, cela signifie qu'une mole de butane occupe le même volume qu'une mole de dioxygène lorsque ces deux gaz sont pris à la même pression et à la même température
 
Cette théorie fait suite aux travaux de Dalton sur la théorie atomique et de Gay-Lussac sur les proportions volumiques.

Cette loi a des implications importantes car elle rend possible la détermination de la masse molaire d'un gaz à partir de celle d'un autre.
Mais, bien qu'André-Marie Ampère (1775-1836) confirme cette hypothèse par une série d'expériences ; les chimistes de l'époque, pourtant plus enclins aux travaux empiriques, ne reconnaîtront cette théorie que beaucoup plus tard.

Puisque la loi d'Avogadro-Ampère énonce qu'une mole de n'importe quel gaz occupe toujours le même volume si l'on travaille dans les mêmes conditions de température et de pression, on peut connaître le volume d'une mole de gaz ou volume molaire noté V_m.
Ainsi à 0°C et sous pression atmosphérique normale (1013 hPa), le volume d'une mole de gaz est : V_m = 22,4 L.mol^-1.

Il est possible de trouver une relation entre quantité de matière, volume et volume molaire :

Remarque : cette relation est valable pour les solides et les liquides sous réserve de pouvoir déterminer leur volume molaire via la masse volumique et la masse molaire.

Par exemple : Pour déterminer le volume occupé par 0,3 moles de méthane de formule brute CH₄ à 0°C et sous pression atmosphérique normale, il suffit d'utiliser :

V= n x V_m soit V = 0,3 x 22,4 = 6,72 L.

Notons bien que 0,3 moles de butane, de dioxygène, de dihydrogène, occuperont le même volume !!!