Avogadro-törvény, mely a mérési egységekből áll, Avogadro-kísérlet

az Avogadro törvénye feltételezi, hogy azonos térfogatú minden gázt, ugyanazon a hőmérsékleten és nyomáson, azonos számú molekulát. Amedeo Avogadro, olasz fizikus, javasolt 1811 két hipotézist: az első azt mondja, hogy az atomok elemi gázok együtt molekulák inkább, mint önálló csoport, mint például a John Dalton.

A második hipotézis az, hogy azonos térfogatú gázok állandó nyomás és a hőmérséklet egyenlő számban molekulák. Avogadro hipotézis kapcsolatos száma gázmolekulák, nem fogadták, amíg 1858, amikor az olasz vegyész Stanislao Cannizaro logikai rendszert épített kémia alapján ezt a.

Az Avogadro törvényeiből következtethetünk: az ideális gáz egy adott tömegére vonatkoztatva a térfogat és a molekulák mennyisége közvetlenül arányos, ha a hőmérséklet és a nyomás állandó. Ez azt is jelenti, hogy az ideálisan viselkedő gázok moláris térfogata mindenki számára azonos.

Például, számos léggömböt, amelyek A-tól Z-ig vannak jelölve, mindegyiküket addig töltik, amíg az 5 literes térfogatig nem lesz felfújva. Minden betű egy másik gáznemű fajnak felel meg; azaz molekuláinak saját jellemzői vannak. Az Avogadro törvénye megerősíti, hogy minden léggömb ugyanolyan mennyiségű molekulát tartalmaz.

Ha most a lufi 10 literre van felfújva, az Avogadro hipotézise szerint a kezdeti gázolaj mennyiségének kétszerese lesz..

index

• 1 Mit tartalmaz és a mértékegységek
  • 1.1 Az R értékének levonása L · atm / K · mol-ban kifejezve
• 2 Az Avogadro törvény szokásos formája
• 3 Következmények és következmények
• 4 Eredet
  • 4.1 Avogadro hipotézis
  • 4.2 Avogadro szám
• 5 Avogadro kísérlet
  • 5.1 Kísérletezzen kereskedelmi konténerekkel
• 6 Példák
  • 6,1 O2 + 2H2 => 2H2O
  • 6,2 N2 + 3H2 => 2NH3
  • 6,3 N2 + O2 => 2NO
• 7 Referenciák

Mit tartalmaz és a mértékegységek

Avogadro törvénye kimondja, hogy egy ideális gáz tömegére a gáz térfogata és a mólok száma közvetlenül arányos, ha a hőmérséklet és a nyomás állandó. Matematikailag ez a következő egyenlet segítségével fejezhető ki:

V / n = K

V = gáz mennyisége, általában literben kifejezve.

n = az anyag mólban mért mennyisége.

Továbbá az úgynevezett ideális gázok törvényei a következők:

PV = nRT

P = gáznyomást rendszerint atmoszférában (atm), higany (mmHg) vagy Pascal (Pa) formájában fejezzük ki..

V = a gáz térfogata literben kifejezve (L).

n = a mólok száma.

T = a gáz hőmérséklete Celsius-fokokban, Fahrenheit-fokokban vagy Kelvin-fokokban kifejezve (0 ºC 273,15 K-nak felel meg).

R = az ideális gázok univerzális állandója, amely több egységben kifejezhető, amelyek közül a következő kitűnő: 0,08205 L · atm / K.mol (L · atm K^-1.mol^-1); 8,314 J / K.mol (J. K^-1.mol^-1) (J jelentése džei); és 1,987 cal / Kmol (cal.K^-1.mol^-1) (mész kalória).

Az R értékének levonása L-ben kifejezve· Atm / K· Mol

Az 1 mól gáz nyomás alatt tartott térfogata és 0 ° C, ami 273 K-nak felel meg, 22.414 liter..

R = PV / T

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

R = 0,082 L · atm / mol.K

Az ideális gázok (PV = nRT) egyenletét a következőképpen lehet írni:

V / n = RT / P

Feltételezve, hogy a hőmérséklet és a nyomás állandó, mivel R állandó, akkor:

RT / P = K

akkor:

V / n = K

Ez az Avogadro törvényének következménye: az ideális gáz és a gáz mennyisége közötti állandó kapcsolat fennállása állandó hőmérséklet és nyomás elérése érdekében.

Az Avogadro törvény tipikus formája

Ha két gázja van, akkor a fenti egyenlet a következőképpen alakul át:

V₁/ n₁= V₂/ n₂

Ez a kifejezés:

V₁/ V₂= n₁/ n₂

A fentiekben a megadott arányossági viszony látható.

Hipotézisében Avogadro rámutatott, hogy két ideális gáz ugyanabban a térfogatban és ugyanazon a hőmérsékleten és nyomáson azonos mennyiségű molekulát tartalmaz..

A kiterjesztés szerint ugyanaz történik a valódi gázokkal; például egyenlő térfogatú O₂ és N₂ Ugyanolyan számú molekulát tartalmaz, amikor ugyanazon a hőmérsékleten és nyomáson van.

A valódi gázok kis eltéréseket mutatnak az ideális viselkedéstől. Ugyanakkor az Avogadro törvénye a valódi gázokhoz elég alacsony nyomáson és magas hőmérsékleten érvényes.

Következmények és következmények

Az Avogadro-törvény legjelentősebb következménye, hogy az ideális gázoknak az R állandó értéke minden gáz esetében azonos.

R = PV / nT

Tehát, ha R állandó két gázra:

P₁V₁/ nT₁= P₂V₂/ n₂T₂ = állandó

Az 1-es és 2-es utótagok két különböző ideális gázot képviselnek. Ebből arra a következtetésre jutottunk, hogy az 1 mól gáz esetében az ideális gázok állandója független a gáz jellegétől. Ezután a gázmennyiség egy adott hőmérsékleten és nyomáson elfoglalt térfogata mindig azonos lesz.

Egy alkalmazásának következménye az Avogadro-törvény az a felismerés, hogy 1 mól gáz foglal térfogatú 22,414 liter 1 atmoszféra nyomáson és a hőmérsékletet 0 ° C-on (273K).

Egy másik nyilvánvaló következmény a következő: ha a nyomás és a hőmérséklet állandó, amikor a gáz mennyisége nő, a térfogata is növekszik.

kezdet

1811-ben Avogadro bemutatta a Dalton atomelméletére és Gay-Lussac törvényére vonatkozó hipotézisét a molekulák mozgásvektorairól.

Gay-Lussac 1809-ben arra a következtetésre jutott, hogy "a gázok, függetlenül attól, hogy milyen arányban lehetnek kombinálva, mindig olyan vegyületeket hoznak létre, amelyeknek térfogatban mért elemei mindig többszörödnek".

Ugyanez a szerző azt is kimutatta, hogy a "gázkombinációk mindig a nagyon egyszerű viszonyok szerint történik".

Az Avogadro megjegyezte, hogy a gázfázisú kémiai reakciók mind a reagensek, mind a termék molekuláris fajait tartalmazzák.

E kijelentés szerint a reaktánsok és a termékek molekulái közötti összefüggést egész számként kell kezelni, mivel a kötések törése a reakció előtt (egyéni atomok) nem valószínű. A moláris mennyiségek azonban frakcionális értékekkel fejezhetők ki.

A kombinált kötetek törvénye szerint a gázmennyiségek közötti numerikus kapcsolat is egyszerű és teljes. Ez közvetlen összefüggést eredményez a gázfajok mennyisége és a molekulák száma között.

Avogadro hipotézis

Avogadro azt javasolta, hogy a gázok molekulái diatomiásak legyenek. Ez megmagyarázta, hogy két molekulatömegű hidrogén térfogatú molekuláris oxigénnel két térfogatnyi vizet kapjon.

Emellett az Avogadro azt javasolta, hogy ha a gázok azonos térfogata azonos számú részecskét tartalmaz, a gáz sűrűsége közötti kapcsolatnak meg kell egyeznie a részecskék molekulatömegének arányával..

Nyilvánvaló, hogy a d1 d2-vel való megosztása az m1 / m2 hányadosból származik, mivel a gázhalmazok által elfoglalt térfogat mindkét faj számára azonos és törlésre kerül:

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

d1 / d2 = m1 / m2

Avogadro száma

Egy mol 6,022 x 10-et tartalmaz²³ molekulák vagy atomok. Ezt a számot Avogadro számának nevezik, bár nem az, aki kiszámította. Jean Pierre, 1926-os Nobel-díj, elvégezte a megfelelő méréseket, és javasolta a nevet Avogadro tiszteletére.

Avogadro kísérlet

Egy egyszerű bemutató az Avogadro-törvény, hogy tegyen egy üveg ecetsav üveg, ezután nátrium-hidrogén-karbonát, zárás a száját a palack egy léggömb, amely megakadályozza a belépési vagy kilépési gáz a palackban.

Az ecetsav nátrium-hidrogén-karbonáttal reagál, így a CO felszabadul₂. A gáz felhalmozódik a léggömbben, ami az inflációját okozza. Elméletileg a ballon által elért térfogat arányos a CO molekulák számával₂, az Avogadro törvénye szerint.

Ez a kísérlet azonban korlátozott: a ballon egy rugalmas test; ezért, ha a falat a CO felhalmozódása tompítja₂, ebben az erőben generálódik, amely ellenzi a pihenését, és megpróbálja csökkenteni a világ térfogatát.

Kísérletezzen kereskedelmi konténerekkel

Az Avogadro törvényének másik szemléltető kísérlete a szódás kannák és a műanyag palackok használata.

Nátrium-karbonátok esetében nátrium-hidrogén-karbonátot öntünk és hozzáadunk citromsavoldatot. A vegyületek egymással reagálnak a CO-gáz felszabadulásával₂, amely felhalmozódik a dobozban.

Ezután hozzáadunk tömény nátrium-hidroxid-oldatot, amelynek a funkciója a CO szétválasztása₂. Ezután a ragasztószalag segítségével gyorsan be lehet zárni a doboz belsejét.

Egy bizonyos idő elteltével megfigyelhető, hogy a dobozok jelzik, hogy a CO jelenléte csökkent₂. Aztán azt gondoltuk, hogy csökken a doboz térfogata, amely megfelel a CO molekulák számának csökkenéséhez₂, Avogadro törvénye szerint.

A palackkal végzett kísérletben ugyanazt az eljárást követtük, mint a szóda-kádban, és a NaOH hozzáadásakor a palack szája zárva van a fedéllel; szintén megfigyelhető a palack falának összehúzódása. Ennek eredményeként ugyanazt az elemzést lehet elvégezni, mint a szóda esetében.

Példák

A három alsó kép illusztrálja az Avogadro-törvény fogalmát, amely a gázok által elfoglalt mennyiséget és a reagens molekulák és termékek számát mutatja be..

O₂ + 2H₂ => 2H₂O

A hidrogéngáz térfogata kétszerese, de ugyanolyan méretű tartályt foglal el, mint a gáz halmazállapotú oxigén.

N₂ + 3H₂ => 2NH₃

N₂ + O₂ => 2NO

referenciák

1. Bernard Fernandez, PhD. (2009. február). Avogadro két hipotézise (1811). [PDF]. Készült: bibnum.education.fr
2. Nuria Martínez Medina. (2012. július 5.). Avogadro, a 19. századi nagy olasz tudós. Készült: rtve.es
3. Muñoz R. és Bertomeu Sánchez J.R. (2003) A tudomány története a tankönyvekben: az Avogadro hipotézise, ​​a tudomány tanítása, 21 (1), 147-161.
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018. február 1.). Mi az Avogadro törvénye? Szöveg: thinkco.com
5. Az Encyclopaedia Britannica szerkesztői. (2016. október 26.). Avogadro törvénye. Encyclopædia Britannica. Készült: britannica.com
6. Yang, S. P. (2002). A háztartási termékek a konténer bezárására és az Avogadro törvényének bemutatására szolgálnak. Chem. Educator. Vol. 7, oldalak: 37-39.
7. Glasstone, S. (1968). A fizikai kémia szerződése. 2^da Edic. Szerkesztői Aguilar.