AVOGADRO-LAKI: MITTA- JA KOEYKSIKÖT - KEMIA - 2026

Laki Avogadron oletettu, että yhtä suuri tilavuus kaikkien kaasujen, on samassa lämpötilassa ja paineessa, on sama määrä molekyylejä. Italialainen fyysikko Amadeo Avogadro ehdotti vuonna 1811 kahta hypoteesia: ensimmäisessä sanotaan, että alkuainekaasujen atomit ovat yhdessä molekyyleissä sen sijaan, että ne olisivat erillisinä atomina, kuten John Dalton sanoi.

Toisessa hypoteesissa sanotaan, että yhtä suuret määrät kaasuja vakiopaineessa ja lämpötilassa on sama määrä molekyylejä. Avogadro: n hypoteesi, joka liittyy kaasujen molekyylien lukumäärään, hyväksyttiin vasta vuonna 1858, kun italialainen kemisti Stanislao Cannizaro rakensi loogisen kemian järjestelmän, joka perustui siihen.

Avogadro-laista voidaan päätellä seuraava: tietylle ihanteellisen kaasun massalle sen tilavuus ja molekyylien lukumäärä ovat suoraan verrannollisia, jos lämpötila ja paine ovat vakiona. Tämä tarkoittaa myös, että ihanteellisesti käyttävien kaasujen moolitilavuus on sama kaikille.

Esimerkiksi, kun otetaan huomioon joukko ilmapalloja, joissa on merkinnät A - Z, ne kaikki täytetään, kunnes ne täytetään 5 litran tilavuuteen. Jokainen kirjain vastaa erilaista kaasumaista lajia; ts. sen molekyyleillä on omat ominaisuutensa. Avogadro-lain mukaan kaikissa ilmapalloissa on sama määrä molekyylejä.

Jos ilmapallot täytetään nyt 10 litraan, Avogadro-hypoteesin mukaan, kaksinkertainen määrä alkuperäisiä kaasumaisia ​​moolia on lisätty.

Mistä se koostuu ja mittayksiköt

Avogadro-lain mukaan ihanteellisen kaasun massalle kaasun tilavuus ja moolien lukumäärä ovat suoraan verrannollisia, jos lämpötila ja paine ovat vakiona. Matemaattisesti se voidaan ilmaista seuraavalla yhtälöllä:

V / n = K

V = kaasun tilavuus, yleensä litroina ilmaistuna.

n = aineen määrä moolina mitattuna.

Lisäksi ns. Ihanteellisesta kaasulaista on seuraava:

PV = nRT

P = kaasunpaine ilmaistaan ​​yleensä ilmakehässä (atm), elohopean millimetreinä (mmHg) tai Pascalina (Pa).

V = kaasun tilavuus litroina (L).

n = moolien lukumäärä.

T = kaasun lämpötila ilmaistuna Celsius-asteina, Fahrenheit-asteina tai Kelvin-asteina (0 ºC on 273,15 K).

R = ihanteellisten kaasujen yleinen vakio, joka voidaan ilmaista eri yksiköinä, joista seuraavat erottuvat: 0,08205 L · atm / K.mol (L · atm K ^-1.mol ^-1); 8,314 J / K. mol (JK- ¹ mol- ¹) (J on joule); ja 1,987 cal / Kmol (cal.K ^-1. mol- ¹) (cal on kalorit).

R: n arvon vähennys L: nä ilmaistuna

Tilavuus, jonka kaasumoolia käyttää paineilmakehässä ja 0 ° C: n lämpötilassa, joka vastaa 273 K: ta, on 22,414 litraa.

R = PV / T

R = 1 atm x 22 414 (L / mol) / (273 ºK)

R = 0,082 L atm / mol.K

Ideaalikaasuyhtälö (PV = nRT) voidaan kirjoittaa seuraavasti:

V / n = RT / P

Jos lämpötilan ja paineen oletetaan olevan vakio, koska R on vakio, niin:

RT / P = K

Sitten:

V / n = K

Tämä on seurausta Avogadro-laista: ihanteellisen kaasun käyttämän tilavuuden ja kyseisen kaasun moolimäärän välillä on vakiosuhde vakiolämpötilaan ja -paineeseen.

Avogadro-lain tavallinen muoto

Jos sinulla on kaksi kaasua, edellisestä yhtälöstä tulee seuraava:

V ₁ / n ₁ = V ₂ / n ₂

Tämä lauseke on kirjoitettu myös seuraavasti:

V ₁ / V ₂ = n ₁ / n ₂

Yllä oleva osoittaa ilmoitetun suhteellisuussuhteen.

Avogadro huomautti hypoteesissään, että kaksi ideaalikaasua, jotka ovat samassa tilavuudessa ja samassa lämpötilassa ja paineessa, sisältävät saman määrän molekyylejä.

Laajennuksena sama pätee oikeisiin kaasuihin; esimerkiksi, yhtä suuri tilavuus O ₂ ja N ₂ sisältää saman määrän molekyylejä, kun se on samassa lämpötilassa ja paineessa.

Oikeat kaasut osoittavat pieniä poikkeamia ihanteellisesta käyttäytymisestä. Avogadro-laki on kuitenkin suunnilleen pätevä oikeille kaasuille riittävän alhaisessa paineessa ja korkeissa lämpötiloissa.

Seuraukset ja seuraukset

Avogadro-lain merkittävin seuraus on, että vakio-R: lla ihanteellisille kaasuille on sama arvo kaikille kaasuille.

R = PV / nT

Joten jos R on vakio kahdelle kaasulle:

P ₁ V ₁ / nT ₁ = P ₂ V ₂ / n ₂ T ₂ = vakio

Liitteet 1 ja 2 edustavat kahta erilaista ideaalikaasua. Johtopäätös on, että ihanteellinen kaasuvakio yhdelle moolia kaasulle on riippumaton kaasun luonteesta. Tällöin tämän kaasumäärän käyttämä tilavuus tietyssä lämpötilassa ja paineessa on aina sama.

Seuraus Avogadro-lain soveltamisesta on havainto, että 1 mooli kaasua vie 22,414 litran tilavuuden 1 ilmakehän paineessa ja lämpötilassa 0 ºC (273 K).

Toinen ilmeinen seuraus on seuraava: Jos paine ja lämpötila ovat vakioita, kun kaasun määrää lisätään, myös sen tilavuus kasvaa.

alkuperä

Vuonna 1811 Avogadro esitti hypoteesin, joka perustui Daltonin atomiteoriaan ja Gay-Lussacin lakiin molekyylien liikevektoreista.

Gay-Lussac päätteli vuonna 1809, että "kaasut, riippumatta niiden suhteista, jotka ne voidaan yhdistää, aiheuttavat aina yhdisteitä, joiden tilavuudessa mitatut elementit ovat aina toisen kerrannaisia".

Sama kirjoittaja osoitti myös, että "kaasuyhdistelmät tapahtuvat aina hyvin yksinkertaisten tilavuussuhteiden mukaisesti".

Avogadro totesi, että kaasufaasi-kemiallisiin reaktioihin liittyy sekä reagenssien että tuotteen molekyyliryhmiä.

Tämän lausunnon mukaan reagenssin ja tuotemolekyylien välisen suhteen on oltava kokonaisluku, koska sidoksen katkeaminen ennen reaktiota (yksittäiset atomit) on epätodennäköistä. Molaariset määrät voidaan kuitenkin ilmaista murto-arvoina.

Yhdistelmätilavuuksien laki puolestaan ​​osoittaa, että myös kaasumaisten tilavuuksien välinen numeerinen suhde on yksinkertainen ja kokonaisluku. Tästä seuraa suora yhteys kaasumaisten lajien tilavuuksien ja molekyylien lukumäärän välillä.

Avogadro-hypoteesi

Avogadro ehdotti, että kaasumolekyylit olisivat piimaan mukaisia. Tämä selitti, kuinka kaksi tilavuutta molekyylivetyä yhdistyvät yhden tilavuuden kanssa molekyylin happea, jolloin saadaan kaksi tilavuusosaa vettä.

Lisäksi Avogadro ehdotti, että jos yhtä suuret määrät kaasuja sisältäisivät yhtä paljon hiukkasia, kaasujen tiheyssuhteen tulisi olla yhtä suuri kuin näiden hiukkasten molekyylimassasuhde.

Ilmeisesti jakamalla d1 d2: lla, saadaan jako m1 / m2, koska kaasumaisten massojen käyttämä tilavuus on sama molemmille lajeille ja se peruuttaa:

d1 / d2 = (m1 / V) / (m2 / V)

d1 / d2 = m1 / m2

Avogadro-numero

Yksi mooli sisältää 6 022 x 10 ²³ molekyyliä tai atomia. Tätä lukua kutsutaan Avogarron numeroksi, vaikka hän ei ollut se, joka laski sen. Jean Pierre, vuoden 1926 Nobel-palkinnon voittaja, teki vastaavat mittaukset ja ehdotti nimeä Avogadro kunniaksi.

Avogadro-kokeilu

Hyvin yksinkertainen Avogadro-lain esittely koostuu etikkahapon sijoittamisesta lasipulloon ja sitten natriumbikarbonaatin lisäämisestä, pullon suu sulkemiseen ilmapalloilla, joka estää kaasun pääsyn tai poistumisen pullon sisältä.

Etikkahappo reagoi natriumbikarbonaatilla, jolloin vapautuu CO ₂. Kaasu kerääntyy ilmapalloon aiheuttaen sen ilmapinnan. Teoriassa määrä oli ilmapallon on verrannollinen CO ₂ -molekyylien, kuten todetaan Avogadron laki.

Tällä kokeilulla on kuitenkin rajoitus: pallo on joustava runko; Näin ollen, koska sen seinä ulottuu kerääntymisen vuoksi CO ₂, voima syntyy siitä, että vastustaa sen venytyksen ja yrittää vähentää pallon tilavuutta.

Kokeile kaupallisia kontteja

Toinen havainnollinen kokemus Avogadro-laista esitetään soodapurkkien ja muovipullojen käytöllä.

Suolatölkkien tapauksessa kaadetaan siihen natriumbikarbonaattia ja sitruunahappoliuos lisätään. Yhdisteet reagoivat keskenään tuottaen CO ₂ -kaasua, joka kertyy tölkin sisälle.

Sen jälkeen, väkevää natriumhydroksidiliuosta lisätään, jonka tehtävänä on "sekvestroivan" CO ₂. Pääsy tölkin sisätilaan suljetaan sitten nopeasti peiteteipillä.

Tietyn ajan kuluttua, se on havaittu, että voi sopimukset, mikä osoittaa, että läsnä on CO ₂ on vähentynyt. Sitten, se voidaan ajatella, että on olemassa määrän väheneminen tölkin, joka vastaa väheneminen CO ₂ molekyylejä, mukaan Avogadron lakia.

Pullossa tehdyssä kokeessa noudatetaan samaa menettelytapaa kuin soodapurkissa, ja kun NaOH: ta lisätään, pullon suu suljetaan kannessa; samoin havaitaan pullon seinämän supistumista. Tuloksena voidaan suorittaa sama analyysi kuin soodan tapauksessa.

esimerkit

Kolme alla olevaa kuvaa kuvaavat Avogadro-lain käsitettä, joka liittyy kaasujen tilavuuteen sekä reagenssien ja tuotteiden molekyylien lukumäärään.

TAI

Vetykaasun tilavuus on kaksinkertainen, mutta se vie saman säiliön kuin kaasumainen happi.

N

N

Viitteet

1. Bernard Fernandez, tohtori. (Helmikuu 2009). Avogadro (1811): n kaksi hypoteesia.. Otettu: bibnum.education.fr
2. Nuria Martínez Medina. (5. heinäkuuta 2012). Avogadro, suuri italialainen tiedemies 1800-luvulla. Otettu: rtve.es
3. Muñoz R. ja Bertomeu Sánchez JR (2003) Tieteen historia oppikirjoissa: Avogadro-hypoteesi, Enseñanza de las Ciencias, 21 (1), 147-161.
4. Helmenstine, tohtori Anne Marie (1. helmikuuta 2018). Mikä on Avogadro-laki? Kuvannut: thinkco.com
5. Encyclopaedia Britannican toimittajat. (2016, 26. lokakuuta). Avogadro laki. Encyclopædia Britannica. Otettu: britannica.com
6. Yang, SP (2002). Kotitaloustuotteet, joita käytettiin sulkemaan läheisiä astioita ja osoittamaan Avogarron lakia. Chem. Voi: 7, sivut: 37-39.
7. Glasstone, S. (1968). Tutkimus fysikaalisesta kemiasta. 2 ^antaa Exp. Toimituksellinen Aguilar.