Avogadro חוק מה זה מורכב, יחידות מדידה, ניסוי אבוגדרו

ה חוק אבוגדרו היא טוענת כי נפח שווה של כל הגזים, באותה טמפרטורה ולחץ, יש את אותו מספר של מולקולות. אמדיאו אבוגדרו, פיזיקאי איטלקי, הציע בשנת 1811 שתי השערות: הראשון אומר שהאטומים של הגזים היסודיים נמצאים יחד במולקולות במקום קיימות כאטומים נפרדים, כפי שאמר ג'ון דלטון.

ההשערה השנייה אומרת כי כמויות שוות של גזים בלחץ וטמפרטורה מתמדת יש את אותו מספר של מולקולות. השערת אבוגדרו הקשורה למספר מולקולות הגז לא התקבלה עד 1858, כאשר הכימאי האיטלקי Stanislao Canyizaro בנה מערכת כימית לוגית המבוססת על זה.

ניתן להסיק את הדברים הבאים מתוך חוק אבוגדרו: עבור מסה נתונה של גז אידיאלי, נפחו וכמות המולקולות הם פרופורציונליים באופן ישיר אם הטמפרטורה והלחץ קבועים. זה גם מרמז כי נפח טוחנת של גזים מתנהגים באופן אידיאלי הוא זהה עבור כל.

לדוגמה, נתון מספר בלונים, שכותרתו א 'עד ת', הם מלאים עד שהם מנופח לנפח של 5 ליטר. כל אות מתאימה למיני גז שונים; כלומר, מולקולות שלה יש מאפיינים משלהם. החוק של אבוגדרו מאשרת כי כל הבלונים להגיש את אותה כמות של מולקולות.

אם עכשיו הבלונים מנופחים ל 10 ליטר, על פי ההשערה של Avogadro יוכנס פעמיים כמות של שומות גז הראשונית.

אינדקס

• 1 מה זה מורכב ויחידות מדידה
  • 1.1 ניכוי ערך של R כאשר הוא בא לידי ביטוי L · atm / K · mol
• 2 צורה של חוק אבוגדרו
• 3 השלכות והשלכות
• 4 מקורות
  • 4.1 השערת אבוגדרו
  • 4.2 מספר אבוגדרו
• 5 אבוגדרו הניסוי
  • 5.1 ניסוי עם מכולות מסחריות
• 6 דוגמאות
  • 6.1 O2 + 2H2 => 2H2O
  • 6.2 N2 + 3H2 => 2NH3
  • 6.3 N2 + O2 => 2NO
• 7 הפניות

מה זה מורכב ויחידות מדידה

חוק אבוגדרו קובע כי, עבור מסה של גז אידיאלי, נפח הגז ומספר שומות הם ביחס ישר אם הטמפרטורה והלחץ הם קבועים. מתמטית זה יכול לבוא לידי ביטוי עם המשוואה הבאה:

V / n = K

V = נפח הגז, המתבטא בדרך כלל בליטר.

n = כמות החומר הנמדד בשומות.

כמו כן, החוק שנקרא של גזים אידיאליים יש את הדברים הבאים:

PV = nRT

P = לחץ גז מתבטא בדרך כלל באטמוספרות (atm), מ"מ כספית (mmHg) או בפסקל (Pa).

V = נפח הגז המתבטא בליטר (L).

n = מספר שומות.

T = הטמפרטורה של הגז לידי ביטוי מעלות צלזיוס, מעלות פרנהייט או במעלות קלווין (0 ºC שווה ל 273,15K).

R = הקבוע האוניברסלי של הגזים האידיאליים, אשר ניתן לבטא במספר יחידות, ובהן בולטים הבאים: 0.08205 L · atm / K.mol (L · atm at K^-1.מול^-1); 8.314 J / K.mol (J.K^-1.מול^-1) (J הוא joule); ו 1,987 cal / Kmol (cal.K^-1.מול^-1) (סיד הוא קלוריות).

ניכוי ערך R, כאשר הוא מתבטא ב - L· אטם / K· מול

נפח תפוס על ידי שומה אחת של גז באווירה של לחץ ו 0 ºC שווה ל 273K הוא 22,414 ליטר.

R = PV / T

R = 1 atm x 22.414 (L / mol) / (273 ºK)

R = 0.082 L · atm / mol.K

המשוואה של גזים אידיאליים (PV = nRT) ניתן לכתוב כדלקמן:

V / n = RT / P

בהנחה כי הטמפרטורה והלחץ הם קבועים, כי R הוא קבוע, ולאחר מכן:

RT / P = K

ואז:

V / n = K

זוהי תוצאה של חוק אבוגדרו: קיומו של קשר מתמיד בין נפח הכבוש על ידי גז אידיאלי לבין מספר חפרפרות של גז זה, לטמפרטורה וללחץ מתמיד.

צורה אופיינית של חוק אבוגדרו

אם יש לך שני גזים, אז משוואה לעיל הופך את הדברים הבאים:

אשר₁/ n₁49 אשר₂/ n₂

ביטוי זה נכתב גם כ:

אשר₁/ אשר₂= n₁/ n₂

האמור לעיל מראה את יחסי המידתיות המצוין.

בהשערתו ציין אבוגדרו כי שני גזים אידיאליים באותו נפח ובאותה טמפרטורה ולחץ מכילים כמות זהה של מולקולות.

בהרחבה, אותו דבר קורה עם גזים אמיתיים; לדוגמה, נפח שווה של O₂ ו - N₂ הוא מכיל את אותו מספר של מולקולות כאשר הוא באותו טמפרטורה ולחץ.

גזים אמיתיים מראים סטיות קטנות מהתנהגות אידיאלית. עם זאת, החוק של אבוגדרו הוא תקף עבור גזים אמיתיים בלחץ נמוך מספיק בטמפרטורות גבוהות.

השלכות והשלכות

התוצאה המשמעותית ביותר של חוק אבוגדרו היא כי R קבוע עבור גזים אידיאליים יש את אותו ערך עבור כל הגזים.

R = PV / nT

אז, אם R הוא קבוע עבור שני גזים:

עמ '₁אשר₁/ nT₁= P₂אשר₂/ n₂T₂ קבוע =

הסיומות 1 ו -2 מייצגים שני גזים אידיאליים שונים. המסקנה היא כי קבוע של גזים אידיאלי עבור 1 שומה של גז עצמאית של הטבע של הגז. ואז, נפח תפוס על ידי כמות זו של גז בטמפרטורה ולחץ נתון תמיד יהיה זהה.

אחת התוצאות של יישום חוק אבוגדרו היא הממצא כי 1 שומה של גז תופסת נפח של 22,414 ליטר בלחץ של 1 אווירה בטמפרטורה של 0 מעלות צלזיוס (273K).

תוצאה נוספת ברורה היא הבאה: אם הלחץ והטמפרטורה הם קבועים, כאשר כמות הגז עולה, נפח שלה יגדל גם.

מקורות

ב -1811 הציג אבוגדרו את ההשערה שלו על סמך התיאוריה האטומית של דלטון וחוק הומוסקסואליות על הווקטורים של המולקולות.

גיי-לוסאק סיכם ב -1809 כי "גזים, יהיו אשר יהיו הפרופורציות שבהן הם יכולים להיות משולבים, תמיד יוצרים תרכובות שהאלמנטים שלהם נמדדים בנפח הם תמיד מכפילים של".

אותו מחבר גם הראה כי "שילובים של גזים תמיד להתקיים על פי יחסים פשוטים מאוד נפח".

אבוגדרו ציין כי תגובות כימיות בשלב גז כרוכות במינים מולקולאריים של שני מגיבים ומוצרים.

על פי הצהרה זו, היחס בין המולקולות של המגיבים למוצרים צריך להיות מטופל כמספר שלם, שכן קיומו של שבירה של איגרות חוב לפני התגובה (אטומים בודדים) אינו סביר. עם זאת, כמויות טוחנת יכול לבוא לידי ביטוי עם ערכי השבר.

מצידה, חוק הכרכים המשולבים קובע כי הקשר המספרי בין הכרכים הגזימים הוא פשוט ופשוט. התוצאה היא קשר ישיר בין הכרכים לבין מספר המולקולות של המינים הגזים.

השערת אבוגדרו

אבוגדרו הציע כי המולקולות של הגזים היו דיאטומיות. זה מסביר כיצד שני כרכים של מימן מולקולרי לשלב עם נפח של חמצן מולקולרי לתת שני כרכים של מים.

בנוסף, Avogadro הציע שאם הכמויות השוות של גזים מכילים את אותו מספר של חלקיקים, היחס בין צפיפות הגזים צריך להיות שווה ליחס בין ההמונים המולקולריים של חלקיקים אלה.

ברור, חלוקת d1 בין d2 שמקבל את המארז m1 ​​/ m2, שכן נפח שנכבשו על ידי ההמונים הגזים הוא זהה עבור שני המינים והוא בוטל:

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

d1 / d2 = m1 / m2

מספר אבוגדרו

שומה אחת מכילה 6.022 x 10²³ מולקולות או אטומים. נתון זה נקרא מספר אבוגדרו, אם כי הוא לא היה זה שחישב אותו. ז 'אן פייר, פרס נובל של 1926, עשה את המדידות המקביל והציע את שמו לכבוד אבוגדרו.

ניסוי אבוגדרו

הדגמה פשוטה מאוד של חוק אבוגדרו היא לשים חומצה אצטית בבקבוק זכוכית ולאחר מכן להוסיף סודיום ביקרבונט, סוגר את הפה של הבקבוק עם בלון המונע כניסה או יציאה של גז בתוך הבקבוק.

חומצה אצטית מגיב עם סודיום ביקרבונט, ובכך לייצר את שחרורו של CO₂. הגז מצטבר בבלון הגורם לאינפלציה. תיאורטית, נפח מגיע על ידי הבלון הוא יחסי למספר של מולקולות CO₂, כפי שהוצע על ידי חוק אבוגדרו.

עם זאת, הניסוי הזה יש מגבלה: הבלון הוא גוף אלסטי; לכן, כאשר הקיר שלך הוא מופרע על ידי הצטברות של CO₂, זה יוצר את זה כוח המתנגד הרפיה שלה ומנסה לצמצם את נפח העולם.

ניסוי עם מכולות מסחריות

ניסוי נוסף הממחיש את חוק אבוגדרו מוצג עם שימוש בפחיות סודה ובבקבוקי פלסטיק.

במקרה של סודה פחיות, סודיום ביקרבונט הוא שפך פנימה פתרון של חומצת לימון הוא הוסיף אז. תרכובות להגיב אחד עם השני לייצר את שחרורו של גז CO₂, אשר מצטבר בתוך פחית.

ואז מוסיפים פתרון מרוכז של נתרן hydroxide, אשר יש את הפונקציה של "sequestering" CO₂. ואז את הגישה הפנים של יכול הוא נסגר במהירות על ידי שימוש של סרט דבק.

לאחר זמן מסוים הוא ציין כי יכול חוזים, המעידים על נוכחות של CO ירד₂. אז, ניתן היה לחשוב כי קיימת ירידה בהיקף של יכול המתאים לירידה במספר של מולקולות CO₂, לפי חוק אבוגדרו.

בניסוי עם הבקבוק אותו הליך הוא בעקבות כמו עם סודה, וכאשר הוספת NaOH את הפה של הבקבוק הוא סגור עם המכסה; כמו כן, צמצום של הקיר של הבקבוק הוא ציין. כתוצאה מכך, הניתוח אותו ניתן לבצע כמו במקרה של סודה יכול.

דוגמאות

שלוש התמונות הנמוכות מדגימות את המושג של חוק אבוגדרו, המתייחסות לנפח הכבוש על ידי גזים ומספר המולקולות והמוצרים המגיבים.

הו₂ + 2H₂ => 2H₂הו

נפח הגז מימן הוא כפול, אבל הוא מכיל מיכל בגודל זהה לזה של חמצן גזי.

N₂ + 3H₂ => 2NH₃

N₂ + הו₂ => 2NO

הפניות

1. ברנרד פרננדס, PhD. (פברואר 2009). שתי השערות של אבוגדרו (1811). [PDF] נלקח מ: bibnum.education.fr
2. נוריה מרטינז מדינה. (5 ביולי 2012). אבוגדרו, המדען האיטלקי הגדול של המאה התשע-עשרה. נלקח מ: rtve.es
3. Muñoz R. ו Bertomeu Sánchez J.R. (2003) ההיסטוריה של המדע בספרי הלימוד: ההשערה (ים) של אבוגדרו, הוראת המדעים, 21 (1), 147-161.
4. הלמנשטיין, אן מארי, Ph.D. (1 בפברואר 2018). מהו חוק אבוגדרו? נלקח מתוך: thinkco.com
5. עורכי האנציקלופדיה בריטניקה. (26 באוקטובר 2016). חוק אבוגדרו. אנציקלופדיה בריטניקה. נלקח מ: britannica.com
6. יאנג, ס. פ. (2002). מוצרים ביתיים המשמשים לסגור מכולה להפגין את חוק אבוגדרו. מחנך. כרך: 7, עמ ': 37-39.
7. Glasstone, S. (1968). אמנת הכימיה הפיסיקלית. 2^da אדיץ. עריכה Aguilar.