Що таке закон Авогадро? Визначення та приклад
Закон Авогадро — це співвідношення, яке стверджує, що при однаковій температурі та тиску однакові об’єми всіх газів містять однакову кількість молекул. Цей закон був описаний італійським хіміком і фізиком Амедео Авогадро в 1811 році.
Рівняння закону Авогадро
Є кілька способів записати цей закон про газ , який є математичним співвідношенням. Можна стверджувати:
де k — константа пропорційності, V — об’єм газу, а n — кількість молей газу
Закон Авогадро також означає, що постійна ідеального газу є однаковою для всіх газів, тому:
де p — тиск газу, V — об’єм, T — температура , n — кількість молей
Наслідки закону Авогадро
Є кілька важливих наслідків правдивості закону.
- Молярний об’єм усіх ідеальних газів при 0°С і тиску 1 атм становить 22,4 л.
- Якщо тиск і температура газу постійні, коли кількість газу збільшується, об’єм збільшується.
- Якщо тиск і температура газу постійні, коли кількість газу зменшується, об’єм зменшується.
- Ви підтверджуєте закон Авогадро кожного разу, коли надуваєте повітряну кульку.
Приклад закону Авогадро
Скажімо, у вас є 5,00 л газу, який містить 0,965 моль молекул . Яким буде новий об’єм газу, якщо кількість збільшити до 1,80 моль, припускаючи, що тиск і температура залишаються постійними?
Виберіть відповідну форму закону для розрахунку. У цьому випадку хорошим вибором є:
(5,00 л)(1,80 моль) = (x)(0,965 моль)
Переписування для розв’язання x дає вам:
x = (5,00 л)(1,80 моль) / (0,965 моль)
Джерела
- Авогадро, Амедео (1810). «Essai d’une manière de déterminer les masses relatives des molécules élémentaires des corps, et les proportions selon lesquelles elles entrent dans ces combinaisons». Journal de Physique . 73: 58–76.
- Клапейрон, Еміль (1834). «Mémoire sur la puissance motrice de la chaleur». Journal de l’École Polytechnique . XIV: 153–190.
Закон Авогадро в хімії
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Відкриття закону
Закон Авогадро був сформульований італійським хіміком Амадео Авогадро в 1811 році і мав велике значення для розвитку хімії того часу. Втім, і сьогодні він не втратив своєї актуальності та значущості. Спробуємо ж сформулювати закон Авогадро, звучати він буде приблизно так.
Формулювання закону Авогадро
Отож, закон Авогадро говорить, що при однакових температурах і тиску в рівних обсягах газів буде міститися однакове число молекул, незалежно, як від їх хімічної природи, так і фізичних властивостей. Дане число є певною фізичною константою, яка дорівнює кількості атомів, молекул, іонів, що містяться в одному молі. Спочатку закон Авогадро був лише гіпотезою вченого, але пізніше ця гіпотеза була підтверджена великою кількістю експериментів, після чого вона і увійшла в науку під назвою «закон Авогадро», якому судилося стати основним законом для ідеальних газів.
Формула закону
Сам першовідкривач закону вважав, що фізична константа є великою, але якою саме не знав. Уже після його смерті в ході численних експериментів було встановлено точне число атомів, що містяться в 12 г вуглецю (саме 12 г – атомна одиниця маси вуглецю) або ж в молярному обсязі газу рівному 22,41 л. Константу цю на честь вченого назвали «числом Авогадро», позначають його як NA, рідше L і вона дорівнює 6.022*10 23 . Іншими словами число молекул будь-якого газу в обсязі 22,41 л буде однаковим як для легких, так і важких газів. Математичну формулу закону Авогадро можна написати так: V / n = VM Де, V – об’єм газу; n – кількість речовини, яка є відношенням маси речовини до його молярної маси; VM – константа пропорційності або молярний об’єм.
Застосування
Подальше практичне застосування закону Авогадро дуже сильно допомогло хімікам визначити хімічні формули багатьох сполук.
Автор: Павло Чайка, головний редактор журналу Пізнавайка
При написанні статті намагався зробити її максимально цікавою, корисною та якісною. Буду вдячний за будь-який зворотний зв’язок та конструктивну критику у вигляді коментарів до статті. Також Ваше побажання/питання/пропозицію можете написати на мою пошту [email protected] або у Фейсбук.