- Kaj sestavljajo in merske enote
- Odbitek vrednosti R, izražen v L
- Običajna oblika Avogadrovega zakona
- Posledice in posledice
- porekla
- Avogadrova hipoteza
- Avogadrova številka
- Avogadrov poskus
- Eksperimentirajte s komercialnimi zabojniki
- Primeri
- ALI
- N
- N
- Reference
Pravo Avogadrove domnevajo, da enak volumen vseh plinov, na z , ima isti temperaturi in tlaku enako število molekul. Amadeo Avogadro, italijanski fizik, je leta 1811 predlagal dve hipotezi: prva pravi, da so atomi elementarnih plinov skupaj v molekulah, namesto da obstajajo kot ločeni atomi, kot je dejal John Dalton.
Druga hipoteza pravi, da imata enak volumen plinov pri konstantnem tlaku in temperaturi enako število molekul. Avogadrova hipoteza v zvezi s številom molekul v plinih je bila sprejeta šele leta 1858, ko je italijanski kemik Stanislao Cannizaro na njej zgradil logični sistem kemije.
Iz Avogadrovega zakona je mogoče razbrati naslednje: za dano maso idealnega plina sta njegova prostornina in število molekul sorazmerna, če sta temperatura in tlak konstantna. To pomeni tudi, da je molarni volumen plinov, ki se idealno obnašajo, enak za vse.
Na primer, glede na številne balone z oznako A do Z, so vsi napolnjeni, dokler se ne napihnejo do prostornine 5 litrov. Vsaka črka ustreza različni plinasti vrsti; to pomeni, da imajo njegove molekule svoje lastnosti. Avogadrov zakon pravi, da vsi baloni hranijo enako število molekul.
Če so baloni zdaj napihnjeni na 10 litrov, bo po Avogadrovih hipotezah uvedeno dvakrat večje število začetnih plinastih molov.
Kaj sestavljajo in merske enote
Avogadrov zakon pravi, da sta za maso idealnega plina volumen plina in število molov neposredno sorazmerna, če sta temperatura in tlak konstantna. Matematično ga lahko izrazimo z naslednjo enačbo:
V / n = K
V = prostornina plina, navadno izražena v litrih.
n = količina snovi, izmerjena v molih.
Tudi iz ti zakona o idealnem plinu imamo naslednje:
PV = nRT
P = tlak plina je ponavadi izražen v atmosferi (atm), v mm živega srebra (mmHg) ali v Pascalu (Pa).
V = prostornina plina, izražena v litrih (L).
n = število molov.
T = temperatura plina, izražena v stopinjah Celzija, stopinjah Fahrenheita ali stopinj Kelvina (0 ° C je enako 273,15 K).
R = univerzalna konstanta idealnih plinov, ki se lahko izrazi v različnih enotah, med katerimi izstopajo: 0,08205 L · atm / K.mol (L · atm K -1. Mol -1 ); 8.314 J / K. mol (JK -1, mol -1 ) (J je joule); in 1.987 cal / kmol (cal.K -1 .mol -1 ) (cal je kalorij).
Odbitek vrednosti R, izražen v L
Prostornina, ki jo mol plina zasede v atmosferi tlaka in 0 ° C, kar ustreza 273 K, znaša 22.414 litrov.
R = PV / T
R = 1 atm x 22.414 (L / mol) / (273 ºK)
R = 0,082 L atm / mol.K
Enačba idealnega plina (PV = nRT) lahko zapišemo na naslednji način:
V / n = RT / P
Če predpostavimo, da sta temperatura in tlak konstantna, ker je R konstanta, potem:
RT / P = K
Nato:
V / n = K
To je posledica Avogadrovega zakona: obstoja stalnega razmerja med prostornino, ki jo zaseda idealen plin, in številom molov tega plina, za stalno temperaturo in tlak.
Običajna oblika Avogadrovega zakona
Če imate dva plina, postane prejšnja enačba naslednja:
V 1 / n 1 = V 2 / n 2
Ta izraz je zapisan tudi kot:
V 1 / V 2 = n 1 / n 2
Zgornje prikazuje navedeno razmerje sorazmernosti.
Avogadro je v svoji hipotezi opozoril, da dva idealna plina v isti prostornini in pri isti temperaturi in tlaku vsebujeta enako število molekul.
Razširjeno velja tudi za prave pline; na primer, enak volumen O 2 in N 2 vsebuje enako število molekul, ko je pri isti temperaturi in tlaku.
Pravi plini kažejo majhna odstopanja od idealnega vedenja. Vendar pa Avogadrov zakon velja približno za resnične pline pri dovolj nizkem tlaku in pri visokih temperaturah.
Posledice in posledice
Najpomembnejša posledica Avogadrovega zakona je, da ima konstanta R za idealne pline enako vrednost za vse pline.
R = PV / nT
Torej, če je R konstanten za dva plina:
P 1 V 1 / nT 1 = P 2 V 2 / n 2 T 2 = konstanta
Vstavki 1 in 2 predstavljata dva različna idealna plina. Ugotovimo, da je konstanta idealnega plina za 1 mol plina neodvisna od narave plina. Potem bo prostornina, ki jo zaseda ta količina plina pri določeni temperaturi in tlaku, vedno enaka.
Posledica uporabe zakona Avogadra je ugotovitev, da 1 mol plina zasede 22.414 litrov pri tlaku 1 atmosfere in pri temperaturi 0 ° C (273 K).
Druga očitna posledica je naslednja: če sta pritisk in temperatura konstantna, se ob povečanju količine plina poveča tudi njegova prostornina.
porekla
Leta 1811 je Avogadro predstavil svojo hipotezo, ki temelji na Daltonovi atomski teoriji in Gay-Lussacovem zakonu o vektorjih gibanja molekul.
Gay-Lussac je leta 1809 zaključil, da "plini, v kakršnem koli razmerju jih je mogoče kombinirati, vedno ustvarijo spojine, katerih elementi, merjeni v prostornini, so vedno večkratni od drugega".
Isti avtor je tudi pokazal, da "kombinacije plinov vedno potekajo po zelo enostavnih razmerjih v količini."
Avogadro je ugotovil, da kemijske reakcije v plinski fazi vključujejo molekularne vrste tako reaktantov kot izdelka.
V skladu s to trditvijo mora biti razmerje med reaktantom in molekulami izdelka celo število, saj obstoj vezi pred reakcijo (posamezni atomi) ni verjeten. Molarne količine pa se lahko izrazijo kot delne vrednosti.
Zakon kombiniranih količin navaja, da je številčno razmerje med plinovitimi količinami preprosto in celo število. To ima za posledico neposredno povezavo med količino in številom molekul plinastih vrst.
Avogadrova hipoteza
Avogadro je predlagal, da bi bile molekule plina diatomske. To je razložilo, kako se dva volumna molekularnega vodika združita z enim volumnom molekularnega kisika, da dobimo dva volumna vode.
Poleg tega je Avogadro predlagal, da mora biti razmerje gostote plinov, če enake količine plinov vsebujejo enako število delcev, enako razmerju molekulskih mas teh delcev.
Očitno je, da delitev d1 na d2 povzroči količnik m1 / m2, saj je prostornina plinovitih mas enaka za obe vrsti in se izniči:
d1 / d2 = (m1 / V) / (m2 / V)
d1 / d2 = m1 / m2
Avogadrova številka
En mol vsebuje 6.022 x 10 23 molekul ali atomov. Ta številka se imenuje Avogadrova številka, čeprav ni bil tisti, ki jo je izračunal. Jean Pierre, dobitnik Nobelove nagrade 1926, je opravil ustrezne meritve in predlagal ime v čast Avogadru.
Avogadrov poskus
Zelo preprost prikaz zakona Avogadro je sestavljen iz tega, da v stekleno steklenico vstavite ocetno kislino in nato dodate sodo bikarbono, usta steklenice zaprete z balonom, ki preprečuje vstop ali izstop plina iz steklenice. .
Ocetna kislina reagira z natrijevim bikarbonatom in tako sprošča CO 2 . Plin se nabira v balonu, kar povzroča njegovo napihovanje. Teoretično je prostornina, ki jo doseže balon, sorazmerna s številom molekul CO 2 , kot določa Avogadrov zakon.
Vendar ima ta poskus omejitev: balon je elastično telo; zato, ker se njegova stena razteza zaradi kopičenja CO 2 , se v njej ustvari sila, ki nasprotuje njenemu raztezanju in poskuša zmanjšati prostornino balona.
Eksperimentirajte s komercialnimi zabojniki
Predstavljen je še en ilustrativni eksperiment Avogadrovega zakona z uporabo sodo pločevinke in plastičnih steklenic.
V primeru sode s sodo vanjo vlijemo sodo bikarbono in nato dodamo raztopino citronske kisline. Spojine reagirajo med seboj, kar povzroča sproščanje plina CO 2 , ki se nabira znotraj pločevinke.
Nato dodamo koncentrirano raztopino natrijevega hidroksida, ki ima funkcijo "sekvenciranja" CO 2 . Dostop do notranjosti pločevinke se nato hitro zapre z maskirnim trakom.
Po določenem času je opaziti, da se pločevinke strnejo, kar kaže, da se je prisotnost CO 2 zmanjšala . Potem bi lahko mislili, da se po Avogadrovem zakonu zmanjša volumen pločevinke, kar ustreza zmanjšanju števila molekul CO 2 .
V poskusu s steklenico sledimo istemu postopku kot s sodo, in ko dodamo NaOH, usta steklenice zapremo s pokrovom; prav tako opazimo krčenje stene steklenice. Kot rezultat tega je mogoče opraviti isto analizo kot v primeru sode.
Primeri
Spodnje tri slike ponazarjajo koncept Avogadrovega zakona, ki povezuje prostornino plinov in število molekul reaktantov in produktov.
ALI
Prostornina plina vodika je dvojna, vendar zaseda posodo enake velikosti kot plinovit kisik.
N
N
Reference
- Bernard Fernandez, dr. (Februar 2009). Dve hipotezi Avogadra (1811). . Vzeto iz: bibnum.education.fr
- Nuria Martínez Medina. (5. julij 2012). Avogadro, veliki italijanski znanstvenik 19. stoletja. Vzeto iz: rtve.es
- Muñoz R. in Bertomeu Sánchez JR (2003) Zgodovina znanosti v učbenikih: Avogadrova hipoteza, Enseñanza de las Ciencias, 21 (1), 147-161.
- Helmenstine, Anne Marie, dr. (1. februar 2018). Kaj je zakon Avogadra? Vzeto iz: thinkco.com
- Uredniki Encyclopeedia Britannica. (2016, 26. oktobra). Avogadrov zakon. Encyclopædia Britannica. Vzeto iz: britannica.com
- Yang, SP (2002). Gospodinjski izdelki, ki so bili uporabljeni za sesutje tesnih zabojnikov in predstavljajo zakon Avogadra. Chem. Vzgojitelj. Vol .: 7, strani: 37–39.
- Glasstone, S. (1968). Traktat o fizikalni kemiji. 2 daje Exp Uredništvo Aguilar.