Закон Авогадро

Принцип, який у 1811 році сформулював  італійський хімік Амедео Авогадро (1776-1856), говорить: при однакових температурах і тиску в однакових об'ємах газів буде міститися однакове число молекул, незалежно від їх хімічної природи та фізичних властивостей. Це число є фізичною константою, чисельно дорівнює кількості молекул, атомів, електронів, іонів або інших частинок, що містяться в одному молі. Пізніше гіпотеза Авогадро, підтверджена великою кількістю експериментів, стала вважатися для ідеальних газів одним з основних законів, який увійшов у науку під назвою закон Авогадро та його наслідки все засновані на твердженні, що моль будь-якого газу, у випадку однакових умов, буде займати однаковий обсяг, називається молярним.

Сам Амедео Авогадро припускав, що фізична константа є дуже великою величиною, але тільки безліч незалежних методів, вже після смерті вченого, дозволили експериментально встановити число атомів міститься в 12 м (є атомною одиницею маси вуглецю) або в молярному обсязі газу (при Т = 273,15 К і р =101,32 кПа), дорівнює 22,41 л. Константу прийнято позначати, як NA або рідше L. Вона названа на честь вченого — число Авогадро, і воно дорівнює, приблизно, 6,022 • 1023. Це і є число молекул будь-якого газу, що знаходиться в об'ємі 22,41 л, воно однаково і для легких газів (водню), і для важких газів (двоокис вуглецю). Закон Авогадро математично можна виразити: V / n = VM, де:

• V — обсяг газу;
• N — кількість речовини, яка є відношенням маси речовини до його молярної маси;
• VM — константа пропорційності або молярний об'єм.

Амедео Авогадро належав до благородного сімейства, який мешкав у північній частині Італії. Він народився 09.08.1776 в Турині. Його батько — Філіппо Авогадро   був службовцем судового відомства. Прізвище на венеціанському середньовічному діалекті означала адвоката або чиновника, який взаємодіяв з людьми. По існувала в ті часи традиції, посади і професії передавалися у спадок. Тому в 20 років Амедео Авогадро отримав ступінь, ставши доктором законознавства (церковного). Фізику і математику він почав самостійно вивчати в 25 років. У своїй науковій діяльності займався вивченням електричних явищ та дослідженнями у галузі електрохімії. Проте в історію науки Авогадро увійшов, зробивши до атомістичної теорії дуже важливе доповнення: ввів поняття про найдрібнішої частинки речовини (молекули), здатної існувати самостійно. Це було важливо для пояснення простих об'ємних відносин між газами, що вступили в реакцію, а закон Авогадро став мати велике значення для розвитку науки і широко застосовуватися на практиці.

Більше:

Перший штучний супутник Землі

Перший штучний супутник Землі є одним з найбільших досягнень науки ХХ століття. Тим не менш, як це ні парадоксально, цьому великому науковому і технічному досягненню значною мірою сприяла холодна війна між двома наддержавами: США і Радянським Союзом....

Що таке соціалізація, і як вона змінює людину

Спробуємо розібратися, що таке соціалізація, в чому її сутність і особливість. Адже для кожної особистості входження у суспільство і засвоєння його основних норм є фундаментом до подальшої безпроблемною і успішного життя і діяльності. Отже, що таке с...

Принц Чарльз – головний спадкоємець британського престолу

Згідно із законом королівства Великобританія, спадкоємець британського престолу - це старший закононароджена син чинного монарха або ж попереднього претендента на престол. Однак якщо у царюючого особи немає дитини чоловічої статі, то право спадкуванн...

Але сталося це не відразу. Деякими хіміками закон Авогадро був визнаний через десятиліття. Опонентами італійського професора фізики били такі відомі і визнані наукові авторитети, як Берцеліус, Дальтон, Деві. Їх помилки призвели до багаторічним суперечкам про хімічною формулою молекули води, так як існувала думка, що її слід записувати не H2O, а HO або H2O2. І тільки закон Авогадро допоміг встановити склад молекул води та інших простих і складних речовин. Амедео Авогадро стверджував, що молекули простих елементів складаються з двох атомів: O2, H2, Cl2, N2. З чого випливало, що реакції між воднем і хлором, в результаті якої буде утворений хлороводород, можна записати у вигляді: Cl2 + H2 → 2HCl. При взаємодії однієї молекули Cl2 з однією молекулою H2, утворюються дві молекули HCl. Обсяг, який буде займати HCl, повинен бути в два рази більше обсягу кожного, вступили в цю реакцію, компонентів, тобто повинен дорівнювати їх сумарного об'єму. Тільки починаючи з 1860 року, почав активно застосовуватися закон Авогадро та наслідки з нього дозволили встановити істинні значення атомних мас хімічних елементів.

Одним з основних висновків, зроблених на його підставі, стало рівняння, що описує стан ідеального газу: p •VM = R • T, де:

• VM — молярний об'єм;
• P — тиск газу;
• T — абсолютна температура, К;
• R — універсальна газова постійна.

Об'єднаний газовий закон також є наслідком закону Авогадро. При постійній масі речовини виглядає, як (p • V) / T = n • R = const, а його форма запису: (p1 • V1) / T1 = (p2 • V2) / T2 дозволяє робити розрахунки при переході газу з одного стану (позначено індексом 1) в інше (з індексом 2).

Закон Авогадро дозволив зробити і другий важливий висновок, який відкрив шлях для експериментального визначення молекулярних мас тих речовин, які при переході в газоподібний стан не розкладаються. M1 = M2 • D1, де:

• M1 — молярна маса для першого газу;
• M2 — молярна маса для другого газу;
• D1 — відносна щільність першого газу, яку встановлюють за воднем або повітрям (за воднем: D1 = M1 / 2, по повітрю D1 = M1 / 29, де 2 і 29   це молярні маси водню і повітря відповідно).