Avogadro Law Vad den består av, Måttenheter, Avogadro Experiment

den Avogadros lag Det postulerar att en lika stor volym av alla gaser, vid samma temperatur och tryck, har samma antal molekyler. Amadeo Avogadro, italiensk fysiker, föreslog i 1811 två hypoteser: den första säger att atomer av elementära gaser är ihop i molekylerna istället för att existera som separata atomer, som John Dalton sa.

Den andra hypotesen säger att lika stora volymer gaser vid konstant tryck och temperatur har samma antal molekyler. Avogadros hypotes relaterad till antalet gasmolekyler, accepterades inte förrän 1858 då den italienska kemisten Stanislao Cannizaro logiskt system byggt en kemi baserad på denna.

Följande kan härledas från Avogadros lag: För en given massa av en idealisk gas är dess volym och molekylmängden direkt proportionella om temperaturen och trycket är konstanta. Detta innebär också att den molära volymen av gaser som uppträder idealiskt är densamma för alla.

Till exempel, med tanke på ett antal ballonger, märkta A till Z fylls de alla tills de blåses upp till en volym av 5 liter. Varje bokstav motsvarar en annan gasformig art; det vill säga dess molekyler har sina egna egenskaper. Avogadros lag bekräftar att alla ballonger ställer in samma mängd molekyler.

Om nu ballongerna blåses upp till 10 liter, kommer enligt Avogadro-hypotesen att införas två gånger mängden initiala gasmolor.

index

• 1 Vad det består av och måttenheter
  • 1.1 Avdrag av värdet av R när det uttrycks i L · atm / K · mol
• 2 Vanlig form av Avogadros lag
• 3 Konsekvenser och konsekvenser
• 4 Origins
  • 4.1 Avogadro-hypotesen
  • 4.2 Avogadro nummer
• 5 Avogadro-experiment
  • 5.1 Experiment med kommersiella behållare
• 6 Exempel
  • 6,1 O2 + 2H2 => 2H2O
  • 6,2 N2 + 3H2 => 2NH3
  • 6,3 N2 + O2 => 2NO
• 7 referenser

Vad det består av och måttenheter

Avogadros lag säger att för en massa av en idealisk gas är gasens volym och antalet mol direkt proportionella om temperaturen och trycket är konstanta. Matematiskt kan det uttryckas med följande ekvation:

V / n = K

V = volym av gas, vanligtvis uttryckt i liter.

n = mängd av ämnet uppmätt i mol.

Den så kallade lagen om idealiska gaser har också följande:

PV = nRT

P = gastryck uttrycks vanligen i atmosfären (atm), i mm kvicksilver (mmHg) eller i Pascal (Pa).

V = gasens volym uttryckt i liter (L).

n = antal mol.

T = gasens temperatur uttryckt i grader Celsius, grader Fahrenheit eller i grader Kelvin (0 ºC motsvarar 273,15K).

R = universella konstanten hos de ideala gaserna, som kan uttryckas i flera enheter, bland vilka följande stod ut: 0,08205 L · atm / K.mol (L · atm K^-1.mol^-1); 8,314 J / K.mol (J.K.^-1.mol^-1) (J är joule); och 1,987 cal / Kmol (kal.K.^-1.mol^-1) (kalk är kalorier).

Avdrag av värdet av R när det uttrycks i L· Atm / K· Mol

Volymen upptagen av en mol gas vid en atmosfär av tryck och 0 ºC som motsvarar 273 K är 22 414 liter.

R = PV / T

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

R = 0,082 L · atm / mol.K

Ekvationen för idealiska gaser (PV = nRT) kan skrivas enligt följande:

V / n = RT / P

Antag att temperaturen och trycket är konstanta, eftersom R är en konstant, då:

RT / P = K

då:

V / n = K

Detta är en följd av Avogadros lag: förekomsten av ett konstant förhållande mellan volymen upptagen av en idealisk gas och antalet mol av den gasen för konstant temperatur och tryck.

Typisk form av Avogadros lag

Om du har två gaser omvandlas ovanstående ekvation till följande:

V₁/ n₁= V₂/ n₂

Detta uttryck är också skrivet som:

V₁/ V₂= n₁/ n₂

Ovanstående visar proportionalitetsförhållandet som anges.

Avogadro påpekade i sin hypotes att två idealiska gaser i samma volym och vid samma temperatur och tryck innehåller samma mängd molekyler.

I förlängning sker samma sak med verkliga gaser; till exempel en lika stor volym O₂ och N₂ Den innehåller samma antal molekyler när det är vid samma temperatur och tryck.

Verkliga gaser visar små avvikelser från idealiskt beteende. Avogadros lag är emellertid ungefär giltigt för reella gaser med tillräckligt lågt tryck och vid höga temperaturer.

Konsekvenser och konsekvenser

Den viktigaste konsekvensen av Avogadros lag är att den konstanta R för idealiska gaser har samma värde för alla gaser.

R = PV / nT

Så, om R är konstant för två gaser:

P₁V₁/ nT₁= P₂V₂/ n₂T₂ = konstant

Suffixerna 1 och 2 representerar två olika ideala gaser. Slutsatsen är att konstanten av de ideala gaserna för 1 mol gas är oberoende av gasens natur. Därefter kommer volymen som upptas av denna mängd gas vid en given temperatur och tryck alltid att vara densamma.

En följd av tillämpningen av Avogadros lag är konstaterandet att 1 mol gas upptar en volym på 22 414 liter vid ett tryck av 1 atmosfär och vid en temperatur av 0 ° C (273 K).

En annan uppenbar konsekvens är följande: Om trycket och temperaturen är konstanta, när mängden gas ökar kommer volymen också att öka.

början

År 1811 presenterade Avogadro sin hypotes baserad på Daltons atomteori och Gay-Lussacs lag om molekylernas rörelsesvektorer.

Gay-Lussac avslutade 1809 att "gaser, oavsett proportionerna i vilka de kan kombineras, ger alltid upphov till föreningar vars element mätt i volym alltid är multiplar av en annan".

Samma författare visade också att "kombinationer av gaser alltid sker enligt mycket enkla förhållanden i volym".

Avogadro noterade att kemiska reaktioner i gasfas innefattar molekylära arter av både reaktanter och produkt.

Enligt detta uttalande måste förhållandet mellan molekylerna av reaktanter och produkter behandlas som ett heltal, eftersom förekomst av bindningar före reaktionen (enskilda atomer) inte är sannolikt. De molära kvantiteterna kan emellertid uttryckas med fraktionsvärden.

För sin del anger lagen i kombinationsvolymer att det numeriska förhållandet mellan gasvolymen också är enkelt och komplett. Detta leder till en direkt koppling mellan volymerna och antalet molekyler av gasformiga arter.

Avogadro-hypotesen

Avogadro föreslog att molekylerna av gaserna var diatomiska. Detta förklarade hur två volymer molekylärt väte kombineras med en volym molekylärt syre för att ge två volymer vatten.

Dessutom föreslog Avogadro att om lika volymer av gaser innehöll samma antal partiklar, skulle förhållandet mellan gasens densiteter vara lika med förhållandet mellan molekylmassorna hos dessa partiklar.

Självklart kommer uppdelningen d1 mellan d2 från kvoten m1 / m2, eftersom volymen upptagen av gasmassorna är densamma för båda arterna och avbrutits:

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

dl / d2 = ml / m2

Avogadros nummer

En mol innehåller 6,022 x 10²³ molekyler eller atomer. Den här siffran heter Avogadros nummer, även om han inte var den som beräknade den. Jean Pierre, Nobelpriset 1926, gjorde motsvarande mätningar och föreslog namnet till ära av Avogadro.

Avogadro-experiment

En mycket enkel demonstration av Avogadros lag är att placera ättiksyra i en glasflaska och sedan tillsätta natriumbikarbonat och stänga flaskans mun med en ballong som förhindrar inmatning eller utlopp av en gas inuti flaskan.

Ättiksyra reagerar med natriumbikarbonat och producerar sålunda frisättningen av CO₂. Gasen ackumuleras i ballongen och orsakar dess inflation. Teoretiskt sett är volymen som uppnås av ballongen proportionell mot antalet CO-molekyler₂, som föreslagits av Avogadros lag.

Men detta experiment har en begränsning: ballongen är en elastisk kropp; Därför, när din vägg är distanserad av ackumulering av CO₂, det genererar här en kraft som motsätter sig avkoppling och försöker minska jordens volym.

Experiment med kommersiella behållare

Ett annat illustrativt experiment av Avogadros lag presenteras med användning av sodavatten och plastflaskor.

När det gäller sodavatten hälls natriumbikarbonat inuti och en lösning av citronsyra tillsätts därefter. Föreningarna reagerar med varandra och producerar frisättningen av CO-gas₂, som ackumuleras inuti burken.

Därefter tillsätts en koncentrerad lösning av natriumhydroxid, vilken har funktionen att "sekvestrera" CO₂. Därefter stängs tillträdet till burkens inre snabbt genom användning av tejp.

Efter en viss tid observeras att burken kontraherar, vilket indikerar att närvaron av CO har minskat₂. Då kan man tro att det finns en minskning av behållarens volym som motsvarar en minskning av antalet CO-molekyler₂, enligt Avogadros lag.

I försöket med flaskan följs samma procedur som med burken av soda, och när NaOH tillsätts stängs flaskans mun med locket; Dessutom observeras en sammandragning av flaskans vägg. Som ett resultat kan samma analys utföras som i fallet med sodakanalen.

exempel

De tre nedre bilderna illustrerar konceptet Avogadros lag, som relaterar volymen upptagen av gaser och antalet reagensmolekyler och produkter.

O₂ + 2H₂ => 2H₂O

Volymen av vätegas är dubbel, men den upptar en behållare av samma storlek som gasformig syre.

N₂ + 3H₂ => 2NH₃

N₂ + O₂ => 2NO

referenser

1. Bernard Fernandez, PhD. (Februari 2009). Två hypoteser av Avogadro (1811). [PDF]. Hämtad från: bibnum.education.fr
2. Nuria Martínez Medina. (5 juli 2012). Avogadro, den stora italienska forskaren från artonhundratalet. Hämtad från: rtve.es
3. Muñoz R. och Bertomeu Sánchez J.R. (2003) Den vetenskapens historia i läroböcker: den (ar) Avogadros hypotes, vetenskaplig utbildning, 21 (1), 147-161.
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (1 februari 2018). Vad är Avogadros lag? Hämtad från: thoughtco.com
5. Editors of Encyclopaedia Britannica. (26 oktober 2016). Avogadros lag. Encyclopædia Britannica. Hämtad från: britannica.com
6. Yang, S. P. (2002). Hushållsprodukter brukade stänga behållare och visa Avogadros lag. Chem. Utbildare. Vol: 7, sidor: 37-39.
7. Glasstone, S. (1968). Fysisk kemi 2^da EDIC. Redaktionell Aguilar.