- Ko tas sastāv un mērvienības
- R vērtības atskaitīšana, izteikta L
- Avogadro likuma parastā forma
- Sekas un sekas
- pirmsākumi
- Avogadro hipotēze
- Avogadro numurs
- Avogadro eksperiments
- Eksperimentējiet ar komerciāliem konteineriem
- Piemēri
- VAI
- N
- N
- Atsauces
No Avogadro likums postulēja, ka tāda paša tilpuma visu gāzu, pie to pašu temperatūru un spiedienu, ir tāds pats molekulu skaits. Itāļu fiziķis Amadeo Avogadro 1811. gadā ierosināja divas hipotēzes: pirmajā teikts, ka elementāro gāzu atomi ir kopā molekulās, nevis pastāv kā atsevišķi atomi, kā sacīja Džons Daltons.
Otra hipotēze saka, ka vienādā daudzumā gāzu pastāvīgā spiedienā un temperatūrā ir vienāds molekulu skaits. Avogadro hipotēze attiecībā uz molekulu skaitu gāzēs netika pieņemta līdz 1858. gadam, kad itāļu ķīmiķis Stanislao Cannizaro uz tās pamata izveidoja loģisku ķīmijas sistēmu.
No Avogadro likuma var secināt sekojošo: dotajai ideālās gāzes masai tās tilpums un molekulu skaits ir tieši proporcionāli, ja temperatūra un spiediens ir nemainīgi. Tas arī nozīmē, ka ideāli izturējošo gāzu molārā tilpums visiem ir vienāds.
Piemēram, ņemot vērā vairākus balonus ar marķējumu A līdz Z, tos visus piepilda, līdz tie tiek piepūsti līdz 5 litriem. Katrs burts atbilst atšķirīgai gāzveida sugai; tas ir, tās molekulām ir savas īpašības. Avogadro likums nosaka, ka visos balonos ir vienāds skaits molekulu.
Ja baloni tagad tiek piepūsti līdz 10 litriem, saskaņā ar Avogadro hipotēzēm būs ieviests divreiz lielāks sākotnējo gāzveida molu skaits.
Ko tas sastāv un mērvienības
Avogadro likums nosaka, ka ideālas gāzes masai gāzes tilpums un molu skaits ir tieši proporcionāli, ja temperatūra un spiediens ir nemainīgi. Matemātiski to var izteikt ar šādu vienādojumu:
V / n = K
V = gāzes tilpums, parasti izteikts litros.
n = vielas daudzums, kas izteikts molos.
Arī no tā dēvētā ideālā gāzes likuma mums ir sekojošais:
PV = nRT
P = gāzes spiedienu parasti izsaka atmosfērās (atm), dzīvsudraba mm (mmHg) vai Pascal (Pa).
V = gāzes tilpums, izteikts litros (L).
n = dzimumzīmju skaits.
T = gāzes temperatūra, izteikta pēc Celsija grādiem, Fārenheita grādiem vai Kelvina grādiem (0 ºC ir vienāda ar 273,15 K).
R = ideālo gāzu universālā konstante, ko var izteikt vairākās vienībās, no kurām izceļas šādas: 0,08205 L · atm / K.mol (L · atm K -1 .mol -1 ); 8,314 J / K. mol (JK -1 .mol -1 ) (J ir džouls); un 1,987 cal / Kmol (cal.K -1 .mol -1 ) (cal ir kalorijas).
R vērtības atskaitīšana, izteikta L
Tilpums, ko gāzes mols aizņem spiediena atmosfērā un 0 ° C, kas līdzvērtīgs 273 K, ir 22,414 litri.
R = PV / T
R = 1 atm x 22,414 (L / mol) / (273 ºK)
R = 0,082 L atm / mol.K
Ideālās gāzes vienādojumu (PV = nRT) var uzrakstīt šādi:
V / n = RT / P
Ja tiek pieņemts, ka temperatūra un spiediens ir nemainīgs, jo R ir konstante, tad:
RT / P = K
Tad:
V / n = K
Tās ir Avogadro likuma sekas: pastāvīgas attiecības pastāvēšana starp tilpumu, ko aizņem ideāla gāze, un šīs gāzes molu skaitu nemainīgai temperatūrai un spiedienam.
Avogadro likuma parastā forma
Ja jums ir divas gāzes, tad iepriekšējais vienādojums kļūst šāds:
V 1 / n 1 = V 2 / n 2
Šis izteiciens ir uzrakstīts arī šādi:
V 1 / V 2 = n 1 / n 2
Iepriekšminētā parāda norādīto proporcionalitātes attiecību.
Savā hipotēzē Avogadro norādīja, ka divas ideālas gāzes vienā un tajā pašā tilpumā un vienā temperatūrā un spiedienā satur vienādu skaitu molekulu.
Pagarinājumā tas pats attiecas uz īstajām gāzēm; piemēram, vienāds tilpums O 2 un N 2 satur vienādu daudzumu molekulu, kad tā ir vienā temperatūrā un spiedienā.
Īstās gāzes parāda nelielas novirzes no ideālās izturēšanās. Tomēr Avogadro likums ir aptuveni spēkā attiecībā uz reālām gāzēm ar pietiekami zemu spiedienu un augstu temperatūru.
Sekas un sekas
Nozīmīgākās Avogadro likuma sekas ir tādas, ka ideālām gāzēm konstante R ir vienāda ar visām gāzēm.
R = PV / nT
Tātad, ja R ir konstanta divām gāzēm:
P 1 V 1 / nT 1 = P 2 V 2 / n 2 T 2 = konstante
1. un 2. sufikss apzīmē divas dažādas ideālas gāzes. Secinājums ir tāds, ka ideāla gāzes konstante 1 mol gāzes ir neatkarīga no gāzes rakstura. Tad šī gāzes daudzuma aizpildītais tilpums noteiktā temperatūrā un spiedienā vienmēr būs vienāds.
Avogadro likuma piemērošanas sekas ir secinājums, ka 1 mola gāzes aizņem 22,414 litrus tilpuma pie 1 atmosfēras spiediena un 0 ° C (273K).
Citas acīmredzamas sekas ir šādas: ja spiediens un temperatūra ir nemainīgi, palielinot gāzes daudzumu, palielināsies arī tās tilpums.
pirmsākumi
1811. gadā Avogadro izvirzīja savu hipotēzi, kuras pamatā bija Daltona atomu teorija un Gaja-Lussaka likums par molekulu kustības vektoriem.
Gajs-Lussaks 1809. gadā secināja, ka "neatkarīgi no proporcijām, kādas tās var apvienot, gāzes vienmēr rada savienojumus, kuru tilpumā izmērītie elementi vienmēr ir cita daudzkārtņi".
Tas pats autors arī parādīja, ka "gāzu kombinācijas vienmēr notiek pēc ļoti vienkāršām apjoma attiecībām".
Avogadro atzīmēja, ka gāzes fāzes ķīmiskās reakcijas ietver gan reaģentu, gan produkta molekulārās sugas.
Saskaņā ar šo paziņojumu attiecībām starp reaģenta un produkta molekulām jābūt veselam skaitlim, jo saites mazināšanās pirms reakcijas (atsevišķi atomi) ir maz ticama. Tomēr molāros daudzumus var izteikt kā dalītās vērtības.
Savukārt kombinēto tilpumu likums norāda, ka arī gāzveida tilpumu skaitliskā attiecība ir vienkārša un vesela. Tā rezultātā rodas tieša saistība starp gāzveida sugu tilpumiem un molekulu skaitu.
Avogadro hipotēze
Avogadro ierosināja, ka gāzes molekulas ir diatomiskas. Tas izskaidroja, kā divi tilpumi molekulārā ūdeņraža apvienojas ar vienu tilpumu molekulārā skābekļa, iegūstot divus tilpumus ūdens.
Turklāt Avogadro ierosināja, ja vienādos gāzu daudzumos ir vienāds daļiņu skaits, gāzu blīvuma attiecībai jābūt vienādai ar šo daļiņu molekulāro masu attiecību.
Acīmredzot, dalot d1 ar d2, rodas koeficients m1 / m2, jo gāzveida masu aizņemtais tilpums abām sugām ir vienāds un tas atceļ:
d1 / d2 = (m1 / V) / (m2 / V)
d1 / d2 = m1 / m2
Avogadro numurs
Viens mols satur 6,022 x 10 23 molekulas vai atomus. Šo skaitli sauc par Avogadro numuru, lai gan viņš nebija tas, kurš to aprēķināja. Žans Pjērs, 1926. gada Nobela prēmijas laureāts, veica attiecīgos mērījumus un ieteica vārdu par godu Avogadro.
Avogadro eksperiments
Ļoti vienkāršs Avogadro likuma pierādījums ir etiķskābes ievietošana stikla pudelē un pēc tam nātrija bikarbonāta pievienošana, pudeles mutes aizvēršana ar balonu, kas neļauj gāzei iekļūt vai iziet no pudeles iekšpuses .
Etiķskābe reaģē ar nātrija bikarbonātu, tādējādi atbrīvojot CO 2 . Gāze uzkrājas balonā, izraisot tā piepūšanos. Teorētiski balona sasniegtais tilpums ir proporcionāls CO 2 molekulu skaitam , kā noteikts Avogadro likumā.
Tomēr šim eksperimentam ir ierobežojums: balons ir elastīgs korpuss; Tāpēc, tā sienai izplešoties CO 2 uzkrāšanās dēļ , tajā rodas spēks, kas iebilst pret tā izliekšanos un mēģina samazināt balona tilpumu.
Eksperimentējiet ar komerciāliem konteineriem
Tiek parādīts vēl viens Avogadro likuma ilustrējošais eksperiments, izmantojot sodas kannas un plastmasas pudeles.
Sodas kannu gadījumā tajā ielej nātrija bikarbonātu un pēc tam pievieno citronskābes šķīdumu. Savienojumi reaģē viens ar otru, izdalot CO 2 gāzi , kas uzkrājas kannas iekšpusē.
Pēc tam pievieno koncentrētu nātrija hidroksīda šķīdumu, kura funkcija ir "atdalīt" CO 2 . Pēc tam piekļuvi kārbas iekšpusei ātri aizver, izmantojot maskēšanas lenti.
Pēc noteikta laika tiek novērots, ka kanna slēdzas, norādot, ka ir samazinājusies CO 2 klātbūtne . Tad varētu domāt, ka saskaņā ar Avogadro likumu ir samazinājies kannas tilpums, kas atbilst CO 2 molekulu skaita samazinājumam .
Eksperimentā ar pudeli tiek ievērota tā pati procedūra kā ar sodas kannu, un, pievienojot NaOH, pudeles mute tiek aizvērta ar vāku; tāpat tiek novērota pudeles sienas saraušanās. Rezultātā var veikt to pašu analīzi kā sodas gadījumā.
Piemēri
Trīs attēli ilustrē Avogadro likuma jēdzienu, kas attiecas uz gāzu aizņemto tilpumu un reaģentu un produktu molekulu skaitu.
VAI
Gāzes ūdeņraža tilpums ir divkāršs, bet tas aizņem tādu pašu tvertni kā gāzveida skābeklis.
N
N
Atsauces
- Bernards Fernandezs, PhD. (2009. gada februāris). Divas Avogadro (1811) hipotēzes. . Paņemts no: bibnum.education.fr
- Nuria Martínez Medina. (2012. gada 5. jūlijs). Avogadro, lielais 19. gadsimta itāļu zinātnieks. Fotografēts no: rtve.es
- Muñoz R. un Bertomeu Sánchez JR (2003) Zinātnes vēsture mācību grāmatās: Avogadro hipotēze, Enseñanza de las Ciencias, 21 (1), 147-161.
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018. gada 1. februāris). Kas ir Avogadro likums? Paņemts no: domaco.com
- Enciklopēdijas Britannica redaktori. (2016, 26. oktobris). Avogadro likums. Encyclopædia Britannica. Paņemts no: britannica.com
- Jangs, SP (2002). Mājsaimniecības izstrādājumi, ko izmanto tuvu konteineru sabrukšanai un Avogadro likuma demonstrēšanai. Ķīmiskais pedagogs. Sējums: 7, lpp .: 37-39.
- Glasstone, S. (1968). Traktāts par fizikālo ķīmiju. 2 dod Exp. Redakcija Aguilar.