Jaki jest numer Avogadro?

Prawo Avogadro stał się prawdziwym przełomem w chemii teoretycznej i przyczynił się do tego, że hipotetyczne przypuszczenia przerodziły się w wielkie odkrycia w dziedzinie chemii gazowej. Założenia chemików uzyskały przekonujące dowody w postaci formuł matematycznych i prostych relacji, a wyniki eksperymentów pozwoliły na wyciągnięcie daleko idących wniosków. Ponadto włoski naukowiec opracował ilościowy opis liczby cząstek strukturalnych pierwiastka chemicznego. Liczba Avogadro stała się później jedną z najważniejszych stałych we współczesnej fizyce i chemii.

Prawo stosunków wolumetrycznych

Zaszczyt bycia odkrywcą reakcji na gaz należy do Gay-Lussaca, francuskiego naukowca końca XVIII wieku. Badacz ten dał światu znane prawo, które reguluje wszystkie reakcje związane z ekspansją gazów. Gay-Lussac mierzył objętości gazów przed reakcją i objętości, które uzyskano w wyniku interakcji chemicznej. W wyniku eksperymentu naukowiec sformułował wniosek zwany prawem prostych stosunków wolumetrycznych. Jego istotą jest to, że objętości gazów przed i po są powiązane ze sobą jako całe małe liczby.

Na przykład interakcja substancji gazowych, odpowiadająca np. Jednej objętości tlenu i dwóm objętościom wodoru, powoduje powstanie dwóch objętości pary wodnej i tak dalej.

Ustawa Gay-Lussac jest ważna, jeśli wszystkie pomiary objętości występują przy tym samym ciśnieniu i temperaturze. To prawo było bardzo ważne dla włoskiego fizyka Avogadro. Kierowany przez niego, wyprowadził swoje założenie, które miało daleko idące konsekwencje w chemii i fizyce gazowej i obliczył liczbę Avogadro.

Włoski naukowiec

Jego działalność naukowa Amedeo Avogadro Rozpoczął od badania zjawisk elektrochemicznych. W 1803 roku zaprezentował swoje prace dotyczące teorii zjawisk elektrochemicznych właściwych dla Akademii Turyńskiej. Później jego idee interesowały Ampere, który rozwinął je w pełnowymiarową teorię fizyczną, popartą licznymi eksperymentami. Avogadro był zainteresowany najnowszymi odkryciami w dziedzinie fizyki i chemii, w związku z problemem proporcji objętości różnych substancji i liczby zawartych w nich cząsteczek. W 1811 r. Naukowiec sformułował sugestię wyjaśniającą prawo Gay-Lussaca i dał nowy impuls wyjaśnieniu wielu reakcje chemiczne.

Prawo Avogadro

W 1811 roku Avogadro doszedł do wniosku, że w równych objętościach dowolnych gazów przy stałych wartościach temperatury i ciśnienia zawiera tę samą liczbę cząsteczek. Ustawa ta, nazwana później na cześć włoskiego naukowca, wprowadziła do nauki ideę najmniejszych cząsteczek substancji - cząsteczek. Chemia została podzielona na naukę empiryczną, tak jak była, i nauka, która działa w kategoriach ilościowych, którymi się stała. Avogadro szczególnie podkreślił fakt, że atomy i cząsteczki nie są takie same, a atomy są blokami budującymi wszystkie cząsteczki.

Prawo włoskiego badacza pozwoliło dojść do wniosku o liczbie atomów w cząsteczkach różnych gazów. Na przykład, po zawarciu praw Avogadro potwierdził założenie, że cząsteczki takich gazów jak tlen, wodór, chlor i azot składają się z dwóch atomów. Stało się również możliwe ustalenie mas atomowych i mas cząsteczkowych pierwiastków składających się z różnych atomów.

Ciężary atomowe i molekularne

Przy obliczaniu masy atomowej pierwiastka początkowo jako jednostkę miary przyjmowano masę wodoru jako najlżejszą substancję chemiczną. Ale masy atomowe wielu chemikaliów oblicza się jako stosunek ich związków tlenowych, to jest stosunku tlenu i wodoru przyjęto jako 16: 1. Ta formuła była nieco niewygodna dla pomiarów, więc masa izotopu węgla, najpowszechniejszej substancji na Ziemi, została przyjęta jako wzorzec masy atomowej.

Zasada oznaczania mas różnych substancji gazowych w ekwiwalencie molekularnym opiera się na prawie Avogadro. W 1961 r. Przyjęto pojedynczy układ odniesienia względnych wartości atomowych, który opierał się na konwencjonalnej jednostce równej 1/12 części masy pojedynczego izotopu węgla ¹² C. Skróconą nazwą jednostki masy atomowej jest Amu. Zgodnie z tą skalą, atomowa masa tlenu wynosi 15.999 amu, a węgiel 1,0079 amu. Tak więc powstała nowa definicja: względna masa atomowa jest masą atomu substancji wyrażoną w amu.

Masa cząsteczki substancji

Każda substancja składa się z cząsteczek. Masę takiej cząsteczki wyraża się w ae.u.m, wartość ta jest równa sumie wszystkich atomów, które składają się na jej skład. Na przykład, cząsteczka wodoru ma masę 2,0188 amu, czyli 1,0079 x 2, a masę cząsteczkową wody można obliczyć z jej wzoru chemicznego H2O. Dwa atomy wodoru i pojedynczy atom tlenu dają w sumie 18 , 0152 amu

Wartość masy atomowej dla każdej substancji nazywa się względną masą cząsteczkową.

Do niedawna zamiast terminu "masa atomowa" używano terminu "masa atomowa". Obecnie nie jest używany, ale nadal znajduje się w starych podręcznikach i pracach naukowych.

Jednostkowa ilość substancji

Wraz z jednostkami objętości i masy, chemia używa specjalnej miary ilości substancji, zwanej mole. Ta jednostka pokazuje ilość substancji, która zawiera tyle cząsteczek, atomów i innych cząstek strukturalnych, ile jest w 12 g węgla izotopu ¹² C. W praktycznym stosowaniu moli substancji należy wziąć pod uwagę, które konkretne cząstki pierwiastków oznaczają - jony, atomy lub cząsteczki. Na przykład mol jonów H ⁺ i cząsteczek H ₂ to zupełnie inne środki.

Obecnie ilość substancji w molach substancji jest mierzona z dużą dokładnością.

Praktyczne obliczenia pokazują, że liczba jednostek strukturalnych na mol wynosi 6,02 x 10 ²³ . Ta stała nazywa się liczbą Avogadro. Nazwana po włoskim naukowcu, ta wartość chemiczna wskazuje liczbę jednostek strukturalnych na mol każdej substancji, niezależnie od jej wewnętrznej struktury, składu lub pochodzenia.

Masa molowa

Masa jednego mola substancji w chemii nazywa się "masą molową", ta jednostka jest wyrażona przez stosunek g / mol. Stosując w praktyce masę cząsteczkową, można zauważyć, że masa molowa wodoru wynosi 2,02158 g / mol, tlen - 1,0079 g / mol i tak dalej.

Konsekwencje ustawy Avogadro

Prawo Avogadro ma zastosowanie do określenia ilości substancji przy obliczaniu objętości gazu. Równa ilość cząsteczek dowolnej substancji gazowej w równych warunkach ma taką samą objętość. Z drugiej strony 1 mol dowolnej substancji zawiera niezmienioną liczbę cząsteczek. Wniosek sugeruje sam: przy stałej temperaturze i ciśnieniu jeden mol substancji gazowej zajmuje stałą objętość i zawiera taką samą liczbę cząsteczek. Liczba Avogadro stwierdza, że ​​objętość 1 mola gazu zawiera 6,02 x 10 ²³ cząsteczek.

Obliczyć objętość gazu w normalnych warunkach

Normalne warunki w chemii - to ciśnienie atmosferyczne 760 mm Hg. Art. i temperaturę 0 ° C. Przy tych parametrach ustalono eksperymentalnie, że masa jednego litra tlenu wynosi 1,43 kg. Dlatego objętość jednego mola tlenu wynosi 22,4 litra. Obliczając objętość dowolnego gazu, wyniki wykazały tę samą wartość. Stała Avogadra wniosła kolejny wniosek dotyczący objętości różnych substancji gazowych: w normalnych warunkach jeden mol dowolnego pierwiastka gazowego zabiera 22,4 litra. Ta stała wartość nazywana jest molową objętością gazu.