Avogadro törvénye

Avogadro  törvénye az a törvény, amely szerint a különböző gázok azonos térfogatai, azonos hőmérsékleten és nyomáson, azonos számú molekulát tartalmaznak. 1811 - ben hipotézisként fogalmazta meg Amedeo Avogadro , torinói fizikaprofesszor . A hipotézist számos kísérleti tanulmány megerősítette, ezért Avogadro törvényeként vált ismertté , amely később (50 évvel később, a karlsruhei vegyészkongresszus után) a modern kémia ( sztöchiometria ) kvantitatív alapja lett [1] . Avogadro törvénye pontosan igaz egy ideális gázra , de a valódi gázokraez minél pontosabb, minél ritkább a gáz.

Történelem

A gázok közötti reakciók első kvantitatív tanulmányai Gay-Lussac francia tudósé . Ő a szerzője a gázok hőtágulásáról szóló törvényeknek és a térfogati arányok törvényének . Ezeket a törvényeket elméletileg 1811-ben Amedeo Avogadro olasz fizikus magyarázta [2] . Figyelemre méltó, hogy élete során Avogadro felfedezése észrevétlen maradt a korszak tekintélyes kémikusai – Jens Jakob Berzelius és John Dalton – kritikája miatt , akik tagadták az egyszerű anyagok kétatomos molekuláinak létezésének lehetőségét. És csak 1858-ban fedezte fel véletlenül Avogadro munkáját Stanislao Cannizzaro olasz kémikus , és 1860-ban hozták nyilvánosságra a Karlsruhe-i (Németország) Első Nemzetközi Vegyészkongresszuson.

A törvény következményei

Az Avogadro-törvény első következménye : bármely gáz egy mólja (ugyanannyi mól) azonos - izobár és izoterm - körülmények között azonos térfogatot  foglal el .

Avogadro törvénye szerint bármely gázból ugyanannyi molekula azonos térfogatot foglal el azonos körülmények között. Másrészt bármely anyag 1 mólja (definíció szerint) ugyanannyi részecskét tartalmaz(például molekulák). Ebből következik, hogy egy bizonyos hőmérsékleten és nyomáson 1 mól bármely gáz halmazállapotú anyagból azonos térfogatot foglal el.

Különösen normál körülmények között , azaz 0 °C-on (273,15 K) és 101,325 kPa-on 1 mol gáz térfogata 22 413 962 (13) l . Ezt a fizikai állandót egy ideális gáz standard moláris térfogatának nevezzük, és V m -nek jelöljük . A moláris térfogatot más hőmérsékleteken és nyomásokon a Clapeyron egyenlet segítségével találhatja meg :

Az Avogadro-törvény második következménye : az első gáz moláris tömege egyenlő a második gáz moláris tömegének és az első gáz relatív sűrűségének a szorzatával .

Ez a rendelkezés fontos volt a kémia fejlődése szempontjából, mivel lehetővé teszi azoknak az anyagoknak a molekulatömegének meghatározását, amelyek képesek gáz- vagy gőzhalmazállapotba kerülni (lásd: Atom-molekuláris doktrína ). Ha μ -vel jelöljük egy anyag molekulatömegét és ρ'- vel  a relatív sűrűségét gáz halmazállapotban, akkor a μ / ρ' aránynak minden anyagra állandónak kell lennie. A tapasztalat azt mutatja, hogy minden olyan vizsgált anyag esetében, amely bomlás nélkül gázhalmazállapotba kerül, ez az állandó 28,9 a.m.u. (atomi tömegegységek), ha a relatív sűrűség meghatározásakor a levegő sűrűségéből indulunk ki ; de ez az állandó egyenlő lesz 2 am.u. , ha a hidrogén sűrűségét egységnek vesszük . Jelölve ezt az állandót, vagy, ami megegyezik, a molekulatömeg és a relatív sűrűség arányát, amely minden gázra jellemző С -n keresztül , a képletből viszont azt kapjuk, hogy μ′ = ρ′ C . Mivel egy gáz relatív sűrűsége ρ′ könnyen meghatározható, értékét a képletbe behelyettesítve egy adott anyag ismeretlen molekulatömege is származtatható.

Példa az Avogadro-törvény használatára

Az egyik szénhidrogén elemanalízise , ​​amelyet A. M. Butlerov végzett, kimutatta, hogy a szén és a hidrogén atomtartalmának aránya 1:2, ezért relatív összetétele a CH 2 vagy C 2 H 4 képlettel fejezhető ki. , C4H8 és általában ( CH2 ) n . Ennek a szénhidrogénnek a molekulatömegét Avogadro törvénye szerint a gőz sűrűségéből határozzuk meg, amely a levegő sűrűségének 5,85-szörösének bizonyult; így ennek az anyagnak a molekulatömege ρ′ C = 5,85 · 28,9 a.m.u. = 169,06 amu A C11H22 képlet 154 amu molekulatömegnek felel meg .  , a képlet C12H24-168 a.m.u. _ _ és C13H26-182 am.u. _ _  _ _ A C 12 H 24 ( ciklododekán ) képlet szorosan megfelel a megfigyelt értéknek, ezért a vizsgált szénhidrogén (CH 2 ) n molekulájának összetételét kell kifejeznie .

Jegyzetek

1. ↑ R. Dickerson, G. Gray, J. Haight A kémia alaptörvényei: 2 kötetben. Per. angolból - M .  : Mir, 1982. - T. 1. - S. 62-65, 295. - 652 p. : ill.
2. ↑ Glinka N. L. Általános kémia. - 22 ed., Rev. - L .  : Kémia, 1977. - S. 18-19. — 719 p.

Irodalom

• Avogadro törvény // Fizikai enciklopédikus szótár / Ch. szerk. A. M. Prohorov . - M . : Szovjet Enciklopédia, 1983. - S. 8. - 928 p. — 100.000 példány.

Linkek

• Avogadro törvény // Brockhaus és Efron enciklopédikus szótára  : 86 kötetben (82 kötet és további 4 kötet). - Szentpétervár. , 1890-1907.

Szótárak és enciklopédiák	Nagy dán Nagy katalán Nagy orosz Brockhaus és Efron a világ körül Kis Brockhaus és Efron
Bibliográfiai katalógusokban	BNF : 11969359r GND : 4416509-2 J9U : 987007282447605171 LCCN : sh85010554 SUDOC : 027709043