АВОГАДРОВ ЗАКОН: МЕРНЕ ЈЕДИНИЦЕ И ЕКСПЕРИМЕНТИ - ХЕМИЈА - 2025

Закон Авогадро Претпоставља да је једнака запремина свих гасова, на на истој температури и притиску, има исти број молекула. Амадео Авогадро, италијански физичар, 1811. предложио је две хипотезе: прва каже да су атоми елементарних гасова заједно у молекулама, уместо да постоје као посебни атоми, као што је рекао Јохн Далтон.

Друга хипотеза каже да једнаке количине гасова при константном притиску и температури имају једнак број молекула. Авогадрова хипотеза која се односи на број молекула у гасовима прихваћена је тек 1858. године, када је италијански хемичар Станислао Цаннизаро изградио логички хемијски систем на основу ње.

Из Авогадровог закона се може закључити следеће: за дату масу идеалног гаса, његова запремина и број молекула су директно пропорционални ако су температура и притисак константни. Ово такође подразумева да је моларни волумен гасова који се идеално понашају исти за све.

На пример, с обзиром на број балона са ознаком од А до З, сви се пуне док се не надувају до запремине 5 литара. Свако слово одговара различитој гасовитој врсти; то јест, његови молекули имају своје карактеристике. Авогадров закон каже да сви балони садрже исти број молекула.

Ако се балони сада надувају на 10 литара, према Авогадровој хипотези биће уведен двоструки број почетних гасовитих молова.

Од чега се састоји и мерне јединице

Авогадров закон каже да су за маса идеалног гаса запремина гаса и број мола директно пропорционални ако су температура и притисак константни. Математички се може изразити следећом једначином:

В / н = К

В = запремина гаса, углавном изражена у литрама.

н = количина супстанце измерена у молима.

Такође, из такозваног закона о идеалном гасу имамо следеће:

ПВ = нРТ

П = притисак гаса се обично изражава у атмосфери (атм), у мм живе (ммХг) или у Пасцалу (Па).

В = запремина гаса изражена у литрама (Л).

н = број молова.

Т = температура гаса изражена у степени Целзијуса, степени Фаренхеита или степени Келвина (0 ° Ц је једнако 273,15 К).

Р = универзална константа идеалних гасова која се може изразити у различитим јединицама, међу којима се истичу: 0,08205 Л · атм / К.мол (Л · атм К ^-1. Мол ^-1 ); 8.314 Ј / К. мол (ЈК- ¹ мол- ¹ ) (Ј је јоуле); и 1.987 цал / кмол (цал.К ^-1 .мол ^-1 ) (цал је калорија).

Одбитак вредности Р када је изражен у Л

Запремина коју мол гаса заузима у атмосфери притиска и 0 ° Ц еквивалентној 273 К износи 22.414 литара.

Р = ПВ / Т

Р = 1 атм к 22,414 (Л / мол) / (273 ºК)

Р = 0,082 Л атм / мол.К

Једначница идеалног гаса (ПВ = нРТ) може се написати на следећи начин:

В / н = РТ / П

Ако се претпоставља да су температура и притисак константни, јер је Р константа, тада:

РТ / П = К

Онда:

В / н = К

То је последица Авогадровог закона: постојање сталне везе између запремине које идеални гас заузима и броја молова тог гаса, за сталну температуру и притисак.

Уобичајени облик Авогадровог закона

Ако имате два гаса, тада претходна једначина постаје следећа:

В ₁ / н ₁ = В ₂ / н ₂

Овај израз се такође пише као:

В ₁ / В ₂ = н ₁ / н ₂

Горе наведено показује однос пропорционалности.

Авогадро је у својој хипотези истакао да два идеална гаса у истој запремини и на истој температури и притиску садрже исти број молекула.

Проширено, исто је и са стварним гасовима; на пример, једнака запремина О ₂ и Н ₂ садржи исти број молекула када је на истој температури и притиску.

Прави гасови показују мала одступања од идеалног понашања. Међутим, Авогадров закон важи приближно за стварне гасове при довољно ниском притиску и високим температурама.

Последице и импликације

Најзначајнија последица Авогадровог закона је да константа Р за идеалне гасове има исту вредност за све гасове.

Р = ПВ / нТ

Дакле, ако је Р константан за два гаса:

П ₁ В ₁ / нТ ₁ = П ₂ В ₂ / н ₂ Т ₂ = константа

Суфикси 1 и 2 представљају два различита идеална гаса. Закључак је да је константна идеална гаса за 1 мол гаса независна од природе гаса. Тада ће запремина коју заузима ова количина гаса при датој температури и притиску увек бити иста.

Последица примене Авогадровог закона је откриће да 1 мол гаса заузима запремину од 22.414 литара под притиском 1 атмосфере и на температури од 0 ° Ц (273К).

Друга очигледна последица је следећа: ако су притисак и температура константни, када се повећава количина гаса, његова запремина ће се такође повећавати.

порекло

Авогадро је 1811. изнео своју хипотезу засновану на Далтоновој атомској теорији и Гаи-Луссац-овом закону о векторима кретања молекула.

Гаи-Луссац је 1809. закључио да „гасови, у којим год пропорцијама да се комбинују, увек стварају једињења чији су елементи измерени у количини увек вишеструки од другог“.

Исти аутор је такође показао да се „комбинације гасова увек одвијају према веома једноставним запреминским односима“.

Авогадро је приметио да хемијске реакције гасне фазе укључују молекуларне врсте и реактаната и производа.

Према овој изјави, однос између реактанта и молекула производа мора да буде цео број, пошто постојање прекида везе пре реакције (појединачни атоми) није вероватно. Међутим, моларне количине могу се изразити као вредности фракције.

Са своје стране, закон комбинираних количина указује да је бројчани однос гасовитих запремина такође једноставан и цео. То резултира директном повезаношћу између количине и броја молекула гасовитих врста.

Авогадро хипотеза

Авогадро је предложио да молекули гаса буду дијатонски. Ово је објаснило како се две количине молекуларног водоника комбинују са једном запремином молекуларног кисеоника да би се добила две количине воде.

Даље, Авогадро је предложио да ако једнаке количине гасова садрже једнак број честица, однос густине гасова треба да буде једнак односу молекулских маса ових честица.

Очигледно, дељење д1 на д2 даје квоцијент м1 / м2, јер је запремина коју заузимају гасовите масе једнака за обе врсте и она поништава:

д1 / д2 = (м1 / В) / (м2 / В)

д1 / д2 = м1 / м2

Авогадров број

Један мол садржи 6.022 к 10 ²³ молекула или атома. Та се бројка назива Авогадровим бројем, мада он није био тај који је израчунао. Јеан Пиерре, добитник Нобелове награде 1926. године, извршио је одговарајућа мерења и предложио име у част Авогадра.

Авогадров експеримент

Врло једноставна демонстрација Авогадровог закона састоји се од стављања сирћетне киселине у стаклену боцу и додавања натријум бикарбоната, затварања уста боце балоном који спречава улазак или излаз гаса из боце .

Сирћетна киселина реагује са натријум бикарбонатом, отпуштајући на тај начин ЦО ₂ . Гас се акумулира у балону, узрокујући његову инфлацију. Теоретски, запремина коју балон достиже пропорционална је броју ЦО ₂ молекула , као што је наведено у Авогадровом закону.

Међутим, овај експеримент има ограничење: балон је еластично тело; према томе, како се његов зид растеже због накупљања ЦО ₂ , у њему се ствара сила која се супротставља његовом истезању и покушава смањити запремину балона.

Експериментирајте са комерцијалним контејнерима

Још један илустративни експеримент Авогадровог закона представљен је употребом лименки сода и пластичних боца.

У случају лименки са содом, у њу се уноси соди бикарбонат, а затим се додаје раствор лимунске киселине. Једињења реагују међусобно производећи ослобађање ЦО ₂ гаса који се накупља у лименци.

Потом се додаје концентровани раствор натријум хидроксида, који има функцију "одвајања" ЦО ₂ . Приступ унутрашњости лименке брзо се затвара помоћу трака за маскирање.

Након одређеног времена примећује се да се конзерва смањује, што указује да се присуство ЦО ₂ смањило . Тада би се могло помислити да постоји смањење волумена лименке који одговара смањењу броја молекула ЦО ₂ , према Авогадровом закону.

У експерименту са бочом следи исти поступак као и код соде соде, а када се дода НаОХ, уста боце се затворе поклопцем; такође се примећује контракција стијенке боце. Као резултат тога, може се извршити иста анализа као у случају соде.

Примери

Три слике испод илуструју концепт Авогадровог закона, који се односи на запремину гаса и број молекула реактаната и производа.

ИЛИ

Запремина гаса водоника је двострука, али заузима посуду исте величине као и гасовити кисеоник.

Н

Н

Референце

1. Бернард Фернандез, др. (Фебруар 2009). Две хипотезе Авогадроа (1811). . Преузето са: бибнум.едуцатион.фр
2. Нуриа Мартинез Медина. (5. јул 2012). Авогадро, велики италијански научник 19. века. Преузето из: ртве.ес
3. Муноз Р. и Бертомеу Санцхез ЈР (2003) Историја науке у уџбеницима: Авогадрова хипотеза, Енсенанза де лас Циенциас, 21 (1), 147-161.
4. Хелменстине, др Анне Марие (1. фебруара 2018.). Шта је Авогадров закон? Преузето са: тхинкцо.цом
5. Уредници Енцицлопаедиа Британница. (2016., 26. октобра). Авогадров закон. Енцицлопӕдиа Британница. Преузето са: британница.цом
6. Ианг, СП (2002). Производи за домаћинство који се користе за урушавање затворених контејнера и демонстрирају Авогадров закон. Хем. Васпитач. Вол .: 7, стр. 37-39.
7. Гласстоне, С. (1968). Трактат о физичкој хемији. 2 ^даје Екп Редакција Агуилар.