- Miből áll és a mértékegységekből
- R értékének levonása L-ben kifejezve
- Az Avogadro törvény szokásos formája
- Következmények és következmények
- eredet
- Avogadro hipotézis
- Avogadro száma
- Avogadro kísérlete
- Kísérlet a kereskedelmi tartályokkal
- Példák
- VAGY
- N
- N
- Irodalom
Az Avogadro törvénye azt állította, hogy minden gáz azonos térfogatán, azonos hőmérsékleten és nyomáson, azonos számú molekula van. Amadeo Avogadro, egy olasz fizikus 1811-ben két hipotézist javasolt: az első azt állítja, hogy az elemi gázok atomjai molekulákban vannak, ahelyett, hogy külön atomként léteznek, amint azt John Dalton mondta.
A második hipotézis szerint egyenlő mennyiségű gáz állandó nyomáson és hőmérsékleten azonos számú molekulát tartalmaz. Az Avogadro hipotézisét a molekulák számával kapcsolatban a gázokban csak 1858-ban fogadták el, amikor az olasz kémikus, Stanislao Cannizaro épített egy logikai kémiai rendszert az alapján.
Az Avogadro törvényéből az alábbiakat lehet levezetni: egy ideális gáz egy adott tömege esetén annak térfogata és a molekulák száma közvetlenül arányos, ha a hőmérséklet és a nyomás állandó. Ez azt is jelenti, hogy az ideálisan viselkedő gázok moláris térfogata mindenki számára azonos.
Például, ha számos léggömböt kapunk, A-tól Z-ig feliratozva, mindegyikét addig töltjük meg, amíg fel nem töltjük 5 liter térfogatot. Minden betű különbözõ gáznemû fajoknak felel meg; vagyis annak molekuláinak megvannak a sajátosságai. Az Avogadro törvénye szerint minden léggömb azonos számú molekulát tartalmaz.
Ha a léggömböket 10 literre felfújják, Avogadro hipotézise szerint, kétszer annyi eredeti gáznemű mol kerül bevezetésre.
Miből áll és a mértékegységekből
Avogadro törvénye kimondja, hogy egy ideális gáz tömegére a gáz térfogata és a molok száma közvetlenül arányos, ha a hőmérséklet és a nyomás állandó. Matematikailag kifejezhető a következő egyenlettel:
V / n = K
V = a gáz térfogata, általában literben kifejezve.
n = az anyag molban mért mennyisége.
Az úgynevezett ideális gáz törvényből az alábbiak is rendelkeznek:
PV = nRT
P = a gáznyomást általában atmoszférában (atm), higany mm-ben (mmHg) vagy Pascal-ban (Pa) fejezik ki.
V = a gáz térfogata literben kifejezve (L).
n = az anyajegyek száma.
T = a gáz hőmérséklete Celsius-fokban, Fahrenheit-fokban vagy Kelvin-fokban kifejezve (0 ºC = 273,15K).
R = az ideális gázok univerzális állandója, amely több egységben is kifejezhető, amelyek közül az alábbiak közül kiemelkedik: 0,08205 L · atm / K. mol (L · atm K -1. Mol -1); 8,314 J / K. mol (JK- 1 mol- 1) (J jelentése joule); és 1,987 cal / Kmol (kal.K- 1 mol / -1) (kal a kalória).
R értékének levonása L-ben kifejezve
Az a térfogat, amelyet egy mol gáz elfoglal, nyomás atmoszférában és 0 ° C-on, 273K-val egyenértékű, 22,414 liter.
R = PV / T
R = 1 atm x 22,414 (L / mol) / (273 ºK)
R = 0,082 L atm / mol.K
Az ideális gáz egyenlet (PV = nRT) a következőképpen írható:
V / n = RT / P
Ha feltételezzük, hogy a hőmérséklet és a nyomás állandó, mivel R állandó, akkor:
RT / P = K
Azután:
V / n = K
Ez az Avogadro törvény következménye: állandó kapcsolat fennállása az ideális gáz által elfoglalt térfogat és a gáz molszáma között, állandó hőmérsékleten és nyomáson.
Az Avogadro törvény szokásos formája
Ha két gázod van, akkor az előző egyenlet a következő lesz:
V 1 / n 1 = V 2 / n 2
Ezt a kifejezést a következőképpen írják:
V 1 / V 2 = n 1 / n 2
A fent bemutatott arányossági kapcsolat megmutatja.
Hipotézisében Avogadro rámutatott, hogy két ideális gáz azonos térfogatú, azonos hőmérsékleten és nyomáson azonos számú molekulát tartalmaz.
Bővítve: ugyanez vonatkozik a valódi gázokra; például azonos térfogatú O 2 és N 2 tartalmazza az azonos molekulák számának, amikor az ugyanazon a hőmérsékleten és nyomáson.
A valódi gázok kis eltéréseket mutatnak az ideális viselkedéstől. Az Avogadro törvény azonban nagyjából érvényes a valódi gázokra, elég alacsony nyomáson és magas hőmérsékleten.
Következmények és következmények
Az Avogadro törvény legfontosabb következménye az, hogy az ideális gázok állandó R értéke minden gáz esetében azonos.
R = PV / nT
Tehát ha R állandó két gáz esetében:
P 1 V 1 / nT 1 = P 2 V 2 / n 2 T 2 = állandó
Az 1. és 2. utótag két különböző ideális gázt jelent. A következtetés az, hogy az 1 mol gáz számára az ideális gázállandó független a gáz természetétől. Ekkor az ilyen mennyiségű gáz által elfoglalt térfogat egy adott hőmérsékleten és nyomáson mindig azonos lesz.
Az Avogadro törvény alkalmazásának következménye az a megállapítás, hogy 1 mol gáz 22,414 liter térfogatot foglal el 1 atmoszféra nyomáson és 0 ºC (273K) hőmérsékleten.
Egy másik nyilvánvaló következmény a következő: ha a nyomás és a hőmérséklet állandó, ha a gázmennyiséget növelik, akkor annak térfogata is növekszik.
eredet
1811-ben Avogadro előterjesztette a Dalton atomelméletén és a molekulák mozgásvektorairól szóló Gay-Lussac törvényén alapuló hipotézisét.
Gay-Lussac 1809-ben arra a következtetésre jutott, hogy "a gázok bármilyen arányban kombinálhatók, mindig olyan vegyületeket eredményeznek, amelyek térfogatban mért elemei mindig többszörösek egymással".
Ugyanez a szerző azt is kimutatta, hogy "a gázok kombinációi mindig nagyon egyszerű térfogat-viszonyok szerint zajlanak".
Az Avogadro megjegyezte, hogy a gázfázisú kémiai reakciókban mind a reagensek, mind a termék molekuláris fajtái szerepelnek.
Ezen állítás szerint a reagens és a termékmolekulák közötti kapcsolatnak egész számnak kell lennie, mivel a reakció előtti kötés megszakadása (egyes atomok) nem valószínű. A moláris mennyiségeket azonban frakcionált értékként is kifejezhetjük.
A kombinált térfogat törvénye a maga részéről azt mutatja, hogy a gáznemű térfogatok közötti numerikus kapcsolat szintén egyszerű és egész. Ennek közvetlen összefüggése van a gáznemű fajok térfogata és a molekulák száma között.
Avogadro hipotézis
Avogadro javasolta, hogy a gázmolekulák diatómák legyenek. Ez elmagyarázta, hogy két térfogat molekula hidrogén kombinálódik egy térfogat molekula oxigénnel, így két térfogat vizet kap.
Ezenkívül az Avogadro javasolta, hogy ha azonos mennyiségű gáz azonos számú részecskét tartalmazzon, akkor a gázok sűrűségének arányának meg kell egyeznie e részecskék molekulatömegének arányával.
Nyilvánvaló, hogy ha a d1-et elosztjuk a d2-vel, akkor az m1 / m2 hányadost kapjuk, mivel a gáznemű tömeg által elfoglalt térfogat mindkét faj esetében azonos, és azt megszüntetik:
d1 / d2 = (m1 / V) / (m2 / V)
d1 / d2 = m1 / m2
Avogadro száma
Egy mol tartalmaz 6,022 x 10 23 molekulát vagy atomot. Ezt a számot Avogadro számának hívják, bár ő nem az, aki kiszámította. Jean Pierre, az 1926-os Nobel-díjas nyertes elvégezte a megfelelő méréseket és javasolta a nevet Avogadro tiszteletére.
Avogadro kísérlete
Az Avogadro törvényének nagyon egyszerű bemutatása az ecetsav üvegpalackba helyezése, majd nátrium-hidrogén-karbonát hozzáadása, a palack szájának léggömbön való bezárása, amely megakadályozza a gáz belépését vagy kilépését az üvegből.
Ecetsav sav reagál nátrium-hidrogén-karbonát, felszabadítva ezáltal a CO 2. A gáz felhalmozódik a ballonban, és felfújja azt. Elméletileg a ballon által elért térfogat arányos a CO 2 molekulák számával, amint azt Avogadro törvénye megállapítja.
Ennek a kísérletnek azonban korlátozása van: a ballon rugalmas test; ezért, mivel a fala a CO 2 felhalmozódása miatt nyújtódik, olyan erő jön létre benne, amely ellenzi annak nyújtását és megpróbálja csökkenteni a ballon térfogatát.
Kísérlet a kereskedelmi tartályokkal
Az Avogadro törvény egy további szemléltető kísérletét a szódakonzervek és műanyag palackok használatával mutatják be.
Nátrium-konzervdobozok esetében nátrium-hidrogén-karbonátot öntünk bele, majd citromsav-oldatot adunk hozzá. A vegyületek reagálnak egymással, és CO 2 gázt szabadítanak fel, amely felhalmozódik a kannában.
Ezt követően, egy tömény nátrium-hidroxid-oldatot adunk hozzá, amelynek az a funkciója a „komplexképző” a CO 2. A palack belsejébe való belépést ezután maszkolószalag segítségével gyorsan lezárják.
Egy bizonyos idő elteltével megfigyelhető, hogy a kannák összehúzódnak, jelezve, hogy a CO 2 jelenléte csökkent. Aztán azt lehet gondolni, hogy csökken a doboz térfogata, ami az Avogadro törvénye szerint csökken a CO 2 molekulák számában.
A palackkal végzett kísérlet során ugyanazt az eljárást követjük, mint a szóda kannával, és amikor NaOH-t adunk hozzá, a palack száját fedjük le; hasonlóképpen, a palack falának összehúzódása figyelhető meg. Ennek eredményeként ugyanazt az elemzést lehet elvégezni, mint a szóda kannát.
Példák
Az alábbi három kép az Avogadro törvény fogalmát szemlélteti, amely a gázok által elfoglalt térfogatra, valamint a reagensek és termékek molekuláinak számára vonatkozik.
VAGY
A hidrogén térfogata kettős, de ugyanolyan méretű tartályt foglal el, mint a gáznemű oxigéné.
N
N
Irodalom
- Bernard Fernandez, PhD. (2009. február). Avogadro (1811) két hipotézise.. Forrás: bibnum.education.fr
- Nuria Martínez Medina. (2012. július 5.). Avogadro, a 19. század nagy olasz tudósa. Feltöltve: rtve.es
- Muñoz R. és Bertomeu Sánchez JR (2003) A tudomány története tankönyvekben: Avogadro hipotézise, Enseñanza de las Ciencias, 21 (1), 147-161.
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018. február 1.) Mi az Avogadro törvénye? Forrás: gondolat.com
- Az Encyclopaedia Britannica szerkesztői. (2016, október 26). Avogadro törvénye. Encyclopædia Britannica. Forrás: britannica.com
- Yang, SP (2002). Háztartási termékek, amelyeket a tartályok bezárására és az Avogadro törvényének bemutatására használtak. Chem. Oktató. Vol.: 7, oldalak: 37-39.
- Glasstone, S. (1968). Dolgozat a fizikai kémiáról A 2. ábra Exp. Szerkesztő Aguilar.