Avogadro likums, ko tas veido, mērvienības, Avogadro eksperiments

The Avogadro likums Tajā ir teikts, ka vienādam daudzumam gāzu vienā un tajā pašā temperatūrā un spiedienā ir tāds pats molekulu skaits. Itālijas fiziķis Amadeo Avogadro 1811. gadā ierosināja divas hipotēzes: pirmais saka, ka elementāro gāzu atomi ir kopā molekulās, nevis pastāv kā atsevišķi atomi, kā teica Džons Daltons..

Otrā hipotēze norāda, ka vienādam daudzumam gāzes pie pastāvīga spiediena un temperatūras ir vienāds skaits molekulu. Avogadro hipotēze, kas saistīta ar gāzes molekulu skaitu, netika pieņemta līdz 1858. gadam, kad Itālijas ķīmiķis Stanislao Cannizaro izveidoja loģisku ķīmisko sistēmu, kas balstīta uz šo.

No Avogadro likuma var secināt: attiecībā uz konkrētu ideālās gāzes masu tās tilpums un molekulu daudzums ir tieši proporcionāls, ja temperatūra un spiediens ir nemainīgi. Tas nozīmē arī to, ka ideāli piemēroto gāzu daudzums ir vienāds visiem.

Piemēram, ņemot vērā vairākus balonus, kas apzīmēti ar A līdz Z, tie visi tiek piepildīti, līdz tie tiek piepumpēti līdz 5 litru tilpumam. Katrs burts atbilst dažādām gāzveida sugām; tas ir, tā molekulām ir savas īpašības. Avogadro likums apstiprina, ka visi baloni sniedz tādu pašu daudzumu molekulu.

Ja tagad baloni tiek piepumpēti līdz 10 litriem, saskaņā ar Avogadro hipotēzi tiks ieviests divreiz lielāks sākotnējo gāzu molu daudzums..

Indekss

• 1 Ko tas veido un mērvienības
  • 1.1. R vērtības atņemšana, izteikta L · atm / K · mol
• 2 Avogadro likuma parastais veids
• 3 Sekas un sekas
• 4 Izcelsmes
  • 4.1. Avogadro hipotēze
  • 4.2 Avogadro numurs
• 5 Avogadro eksperiments
  • 5.1 Eksperimentējiet ar komerciāliem konteineriem
• 6 Piemēri
  • 6.1 O2 + 2H2 => 2H2O
  • 6.2 N2 + 3H2 => 2NH3
  • 6.3 N2 + O2 => 2NO
• 7 Atsauces

Ko tas veido un mērvienības

Avogadro likums nosaka, ka ideālas gāzes masai gāzes temperatūra un molu skaits ir tieši proporcionāli, ja temperatūra un spiediens ir nemainīgi. Matemātiski to var izteikt ar šādu vienādojumu:

V / n = K

V = gāzes daudzums, ko parasti izsaka litros.

n = vielas daudzums, kas izmērīts molos.

Arī tā saucamajā ideālu gāzu likumā ir:

PV = nRT

P = gāzes spiediens parasti tiek izteikts atmosfērā (atm), dzīvsudraba (mmHg) vai Pascal (Pa) mm..

V = gāzes tilpums litros (L).

n = molu skaits.

T = gāzes temperatūra, kas izteikta Celsija grādos, Fārenheita grādos vai Kelvina grādos (0 ° C atbilst 273,15 K).

R = ideālo gāzu universālā konstante, ko var izteikt vairākās vienībās, starp kurām ir sekojošs: 0,08205 L · atm / K.mol (L · atm^-1.mol^-1); 8,314 J / K.mol (J. K^-1.mol^-1) (J ir džoula); un 1,987 cal / Kmol (kal. K^-1.mol^-1) (kaļķi ir kalorijas).

R vērtības samazinājums, izteikts L· Atm / K· Mol

Tilpums, ko aizņem viena mola gāzes spiediena atmosfērā un 0 ° C, kas atbilst 273K, ir 22,414 litri..

R = PV / T

R = 1 atm x 22,414 (L / mol) / (273 ° K)

R = 0,082 L · atm / mol.K

Ideālo gāzu vienādojumu (PV = nRT) var rakstīt šādi:

V / n = RT / P

Pieņemot, ka temperatūra un spiediens ir nemainīgi, jo R ir nemainīgs, tad:

RT / P = K

Tad:

V / n = K

Tas ir Avogadro likuma sekas: pastāvīga saikne starp ideālu gāzi aizņemto tilpumu un šīs gāzes molu skaitu, pastāvīgai temperatūrai un spiedienam.

Avogadro likuma tipiskais veids

Ja jums ir divas gāzes, tad iepriekš minētais vienādojums pārvēršas sekojošos:

V₁/ n₁= V₂/ n₂

Šis izteiciens ir rakstīts arī kā:

V₁/ V₂= n₁/ n₂

Iepriekš redzams norādītās proporcionalitātes attiecības.

Savā hipotēze Avogadro norādīja, ka divās ideālajās gāzēs vienā un tajā pašā tilpumā un tajā pašā temperatūrā un spiedienā ir tāds pats molekulu daudzums..

Paplašinot, tas pats notiek ar reālām gāzēm; piemēram, vienāds tilpums O₂ un N₂ Tajā ir tāds pats molekulu skaits, kad tā ir vienādā temperatūrā un spiedienā.

Reālām gāzēm ir nelielas novirzes no ideālas uzvedības. Tomēr Avogadro likums ir aptuveni spēkā attiecībā uz reālām gāzēm pietiekami zemā spiedienā un augstā temperatūrā.

Sekas un sekas

Visnozīmīgākā Avogadro likuma sekas ir tāda, ka konstantam R ideālām gāzēm ir vienāda vērtība visām gāzēm.

R = PV / nT

Tātad, ja R ir nemainīga divām gāzēm:

P₁V₁/ nT₁= P₂V₂/ n₂T₂ = konstante

1. un 2. sufikss ir divas dažādas ideālas gāzes. Secinājums ir tāds, ka ideālo gāzu konstante 1 mola gāzei nav atkarīga no gāzes veida. Tad tilpums, ko aizņem šis gāzes daudzums noteiktā temperatūrā un spiedienā, vienmēr būs vienāds.

Viens no Avogadro likuma piemērošanas rezultātiem ir konstatējums, ka 1 mola gāzes aizņem 22,414 litru tilpumu 1 atmosfēras spiedienā un 0 ° C temperatūrā (273 K)..

Vēl viena acīmredzama sekas ir šādas: ja spiediens un temperatūra ir nemainīgi, palielinoties gāzes daudzumam, palielināsies arī tā tilpums.

Izcelsme

1811. gadā Avogadro prezentēja savu hipotēzi, kas balstījās uz Daltona atomu teoriju un Gay-Lussac likumu par molekulu kustības vektoriem.

1809. gadā Gay-Lussac secināja, ka "gāzes, neatkarīgi no to proporcijām, kurās tās var apvienot, vienmēr rada savienojumus, kuru elementos, kas izmērīti tilpumā, vienmēr ir daudzkārtīgi".

Tas pats autors arī parādīja, ka "gāzes kombinācijas vienmēr notiek saskaņā ar ļoti vienkāršām attiecībām apjomā"..

Avogadro atzīmēja, ka gāzes fāzes ķīmiskās reakcijas ietver abu reaģentu un produktu molekulāras sugas.

Atbilstoši šim apgalvojumam attiecības starp reaģentu un produktu molekulām ir jāuzskata par veselu skaitli, jo obligāciju nesadalīšanās pirms reakcijas (individuālie atomi) nav iespējama. Tomēr molāros daudzumus var izteikt ar daļējām vērtībām.

Savukārt apvienoto apjomu likums nosaka, ka skaitliskā attiecība starp gāzveida apjomiem ir arī vienkārša un pilnīga. Tas rada tiešu saikni starp gāzveida sugu daudzumiem un molekulu skaitu.

Avogadro hipotēze

Avogadro ierosināja, ka gāzu molekulas ir diatomiskas. Tas izskaidroja, kā divi molekulārā ūdeņraža tilpumi apvienojas ar molekulārā skābekļa tilpumu, lai iegūtu divus ūdens tilpumus.

Turklāt Avogadro ierosināja, ka, ja vienādos daudzumos gāzes būtu vienāds skaits daļiņu, tad starp gāzu blīvumu jābūt vienādai ar šo daļiņu molekulmasu attiecību..

Acīmredzot, dalot d1 starp d2, rodas koeficients m1 / m2, jo gāzveida masu aizņemtais daudzums ir vienāds abām sugām un tiek atcelts:

d1 / d2 = (m1 / V) / (m2 / V)

d1 / d2 = m1 / m2

Avogadro numurs

Viena mola satur 6,022 x 10²³ molekulām vai atomiem. Šo skaitli sauc par Avogadro numuru, lai gan viņš to nav aprēķinājis. Jean Pierre, 1926. gada Nobela prēmija, veica atbilstošus mērījumus un ieteica nosaukumu Avogadro godam.

Avogadro eksperiments

Ļoti vienkāršs Avogadro likuma pierādījums ir etiķskābes ievietošana stikla pudelē un tad pievienot nātrija bikarbonātu, aizverot pudeles muti ar balonu, kas novērš gāzes iekļūšanu vai izplūdi pudelē..

Etiķskābe reaģē ar nātrija bikarbonātu, tādējādi radot CO izdalīšanos₂. Gāze uzkrājas balonā, izraisot tās inflāciju. Teorētiski balona sasniegtais tilpums ir proporcionāls CO molekulu skaitam₂, kā to ierosināja Avogadro likums.

Tomēr šim eksperimentam ir ierobežojums: balons ir elastīgs ķermenis; tāpēc, kad jūsu siena ir iztukšota ar CO uzkrāšanos₂, tas rada tādu spēku, kas iebilst pret tās relaksāciju un cenšas samazināt zemeslodes apjomu.

Eksperimentējiet ar komerciāliem konteineriem

Vēl viens ilustratīvs Avogadro likuma eksperiments tiek piedāvāts ar soda kārbām un plastmasas pudelēm.

Nātrija karbonātu gadījumā ielej nātrija bikarbonātu un pievieno citronskābes šķīdumu. Savienojumi savstarpēji reaģē, radot CO gāzes izdalīšanos₂, kas uzkrājas tvertnes iekšpusē.

Pēc tam pievieno koncentrētu nātrija hidroksīda šķīdumu, kura funkcija ir CO izdalīšanās₂. Tad piekļūšana trauka iekšienei ātri tiek aizvērta, izmantojot līmlenti.

Pēc noteiktā laika tiek novērots, ka krūmu līgumi norāda, ka CO klātbūtne ir samazinājusies₂. Tad var uzskatīt, ka var samazināties šķīvja tilpums, kas atbilst CO molekulu skaita samazinājumam₂, saskaņā ar Avogadro likumu.

Eksperimentā ar pudelīti tiek izmantota tāda pati procedūra kā ar soda kārbu, un, pievienojot NaOH, pudeles muti aizver ar vāku; arī tiek novērota pudeles sienas kontrakcija. Rezultātā to pašu analīzi var veikt tāpat kā sodas.

Piemēri

Trīs zemākie attēli ilustrē Avogadro likuma jēdzienu, kas attiecas uz gāzes aizņemto daudzumu un reaģentu molekulu un produktu skaitu..

O₂ + 2H₂ => 2H₂O

Ūdeņraža gāzes tilpums ir divkāršs, bet tas aizņem konteineru ar tādu pašu izmēru kā gāzveida skābeklis.

N₂ + 3H₂ => 2NH₃

N₂ + O₂ => 2NO

Atsauces

1. Bernard Fernandez, PhD. (2009. gada februāris). Divas Avogadro hipotēzes (1811). [PDF] Ievesta no: bibnum.education.fr
2. Nuria Martínez Medina. (2012. gada 5. jūlijs). Avogadro, deviņpadsmitā gadsimta lielais itāļu zinātnieks. No: rtve.es
3. Muñoz R. un Bertomeu Sánchez J.R. (2003) Zinātnes vēsture mācību grāmatās: Avogadro hipotēze, zinātnes mācīšana, 21 (1), 147-161.
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018. gada 1. februāris). Kas ir Avogadro likums? Ņemts no: thinkco.com
5. Encyclopaedia Britannica redaktori. (2016. gada 26. oktobris). Avogadro likums. Encyclopædia Britannica. Ņemts no: britannica.com
6. Yang, S. P. (2002). Sadzīves produkti tika izmantoti konteineru aizvēršanai un Avogadro likuma demonstrēšanai. Chem. Educator. Vol. 7, lapas: 37-39.
7. Glasstone, S. (1968). Fiziskās ķīmijas līgums. 2^da Edic. Redakcija Aguilar.