Avogadrův zákon

Avogadrův  zákon je zákon, podle kterého stejné objemy různých plynů odebrané při stejných teplotách a tlacích obsahují stejný počet molekul. To bylo formulováno jako hypotéza v 1811 Amedeo Avogadro , profesor fyziky v Turíně . Hypotéza byla potvrzena četnými experimentálními studiemi, a proto se stala známou jako Avogadrův zákon , který se později (50 let později, po kongresu chemiků v Karlsruhe ) stal kvantitativním základem moderní chemie ( stechiometrie ) [1] . Avogadrův zákon přesně platí pro ideální plyn a pro skutečné plyny je tím přesnější, čím je plyn vzácnější.

Historie

První kvantitativní studie reakcí mezi plyny patří francouzskému vědci Gay-Lussac . Je autorem zákonů o tepelné roztažnosti plynů a zákona objemových poměrů . Tyto zákony teoreticky vysvětlil v roce 1811 italský fyzik Amedeo Avogadro [2] . Je pozoruhodné, že za jeho života zůstal Avogadrův objev nepovšimnut kvůli kritice autoritativních chemiků té doby - Jense Jakoba Berzelia a Johna Daltona , kteří popírali možnost existence dvouatomových molekul jednoduchých látek. A teprve v roce 1858 Avogadrovu práci náhodně objevil italský chemik Stanislao Cannizzaro a zveřejnil ji v roce 1860 na prvním mezinárodním chemickém kongresu chemiků v Karlsruhe (Německo).

Důsledky zákona

První důsledek Avogadrova zákona: jeden mol (stejný počet molů) jakéhokoli plynu za stejných - izobarických a izotermických  - podmínek zaujímá stejný objem .

Podle Avogadrova zákona zaujímá stejný počet molekul jakéhokoli plynu stejný objem za stejných podmínek. Na druhou stranu 1 mol jakékoli látky obsahuje (podle definice) stejný počet částic(například molekuly). Z toho vyplývá, že při určité teplotě a tlaku zaujímá 1 mol jakékoli látky v plynném stavu stejný objem.

Konkrétně za normálních podmínek , tj. při 0 °C (273,15 K) a 101,325 kPa, je objem 1 molu plynu 22,413 962 (13) l . Tato fyzikální konstanta se nazývá standardní molární objem ideálního plynu a označuje se V m . Molární objem při jiných teplotách a tlacích můžete najít pomocí Clapeyronovy rovnice :

Druhý důsledek Avogadrova zákona: molární hmotnost prvního plynu se rovná součinu molární hmotnosti druhého plynu a relativní hustoty prvního plynu k druhému .

Toto ustanovení bylo důležité pro vývoj chemie, protože umožňuje určit molekulovou hmotnost látek schopných přecházet do plynného nebo parního stavu (viz Atomicko-molekulární doktrína ). Označíme- li μ molekulovou hmotnost látky a ρ'  její relativní hustotu v plynném stavu, pak poměr μ / ρ' musí být pro všechny látky konstantní. Praxe ukázala, že pro všechny studované látky, které přecházejí do plynného skupenství bez rozkladu, je tato konstanta rovna 28,9 a.m.u. (atomové hmotnostní jednotky), pokud se při stanovení relativní hustoty vychází z hustoty vzduchu ; ale tato konstanta se bude rovnat 2 hodinám ráno. , pokud vezmeme hustotu vodíku jako jednotku . Značíme-li tuto konstantu, nebo, což je stejné, poměr molekulové hmotnosti k relativní hustotě společné všem plynům přes С , máme ze vzorce na druhé straně μ′ = ρ′ C . Protože relativní hustotu ρ′ plynu lze snadno určit, lze dosazením její hodnoty do vzorce odvodit i neznámou molekulovou hmotnost dané látky.

Příklad použití Avogadrova zákona

Elementární analýza jednoho z uhlovodíků , kterou provedl A. M. Butlerov , ukázala, že poměr atomového obsahu uhlíku k vodíku je v něm 1 ku 2, a proto lze jeho relativní složení vyjádřit vzorcem CH 2 nebo C 2 H 4 C4H8 a obecně ( CH2 ) n . _ Molekulová hmotnost tohoto uhlovodíku se určuje podle Avogadrova zákona z hustoty jeho páry, která se ukázala být 5,85krát větší než hustota vzduchu; molekulová hmotnost této látky je tedy ρ′ C = 5,85 · 28,9 a.m.u. = 169,06 amu Vzorec C11H22 odpovídá molekulové hmotnosti 154 amu . vzorec C12H24-168 a.m.u. _ _ _  _ a C13H26-182 a.m.u. _ _ _  _ Vzorec C 12 H 24 ( cyklododekan ) úzce odpovídá pozorované hodnotě, a proto by měl vyjadřovat složení molekuly zkoumaného uhlovodíku (CH 2 ) n .

Poznámky

1. ↑ R. Dickerson, G. Gray, J. Haight Základní zákony chemie: Ve 2 svazcích. Za. z angličtiny. - M.  : Mir, 1982. - T. 1. - S. 62-65, 295. - 652 s. : nemocný.
2. ↑ Glinka N. L. Obecná chemie. - 22 ed., Rev. - L  .: Chemistry, 1977. - S. 18-19. — 719 s.

Literatura

• Avogadro zákon // Fyzikální encyklopedický slovník / Ch. vyd. A. M. Prochorov . - M . : Sovětská encyklopedie, 1983. - S. 8. - 928 s. — 100 000 výtisků.

Odkazy

• Zákon Avogadro // Encyklopedický slovník Brockhause a Efrona  : v 86 svazcích (82 svazcích a 4 dodatečné). - Petrohrad. , 1890-1907.

Slovníky a encyklopedie	Velká dánština Velká Katalánština Velký Rus Brockhaus a Efron okolo světa Malý Brockhaus a Efron
V bibliografických katalozích	BNF : 11969359r GND : 4416509-2 J9U : 987007282447605171 LCCN : sh85010554 SUDOC : 027709043