BATAS NI AVOGADRO: MGA YUNIT NG PAGSUKAT AT EKSPERIMENTO - CHEMISTRY - 2025

Ang batas ng Avogadro ay nag- post na ang isang pantay na dami ng lahat ng mga gas, sa parehong temperatura at presyon, ay may parehong bilang ng mga molekula. Si Amadeo Avogadro, isang pisikong pisiko, isang iminungkahing dalawang hypotheses noong 1811: ang una ay nagsabi na ang mga atomo ng mga elemento ng gas ay magkasama sa mga molekula sa halip na umiiral bilang hiwalay na mga atomo, tulad ng sinabi ni John Dalton.

Ang pangalawang hypothesis ay nagsasabi na ang pantay na dami ng mga gas sa palagiang presyon at temperatura ay may parehong bilang ng mga molekula. Ang hypothesis ni Avogadro na may kaugnayan sa bilang ng mga molekula sa mga gas ay hindi tinanggap hanggang sa 1858, nang ang kemikal ng Italya na si Stanislao Cannizaro ay nagtayo ng isang lohikal na sistema ng kimika batay dito.

Ang sumusunod ay maaaring maibawas mula sa batas ni Avogadro: para sa isang naibigay na masa ng isang perpektong gas, ang dami at ang bilang ng mga molekula ay direktang proporsyonal kung ang temperatura at presyon ay palagi. Ipinapahiwatig din nito na ang dami ng molar ng mga ideally behaving gas ay pareho para sa lahat.

Halimbawa, na binigyan ng isang bilang ng mga lobo, na may label na A hanggang Z, lahat sila ay napuno hanggang mapalaki ang mga ito sa isang dami ng 5 litro. Ang bawat titik ay tumutugma sa isang iba't ibang mga uri ng gas; iyon ay, ang mga molekula nito ay may sariling mga katangian. Ang batas ng Avogadro ay nagsasaad na ang lahat ng mga lobo ay nasa bahay ng parehong bilang ng mga molekula.

Kung ang mga lobo ay napalaki ngayon sa 10 litro, ayon sa mga hypotheses ni Avogadro, dalawang beses ang bilang ng mga paunang mga gas na moles ay ipakilala.

Ano ang binubuo nito at mga yunit ng pagsukat

Ang batas ng Avogadro ay nagsasabi na, para sa isang masa ng isang mainam na gas, ang dami ng gas at ang bilang ng mga mol ay direktang proporsyonal kung ang temperatura at presyon ay palagi. Matematika maaari itong ipahayag kasama ang sumusunod na equation:

V / n = K

V = dami ng gas, sa pangkalahatan ay ipinahayag sa litro.

n = dami ng sangkap na sinusukat sa mga moles.

Gayundin, mula sa tinatawag na perpektong batas sa gas ay mayroon tayong mga sumusunod:

PV = nRT

Ang p = gas pressure ay karaniwang ipinahayag sa mga atmospheres (atm), sa mm ng mercury (mmHg) o sa Pascal (Pa).

V = ang dami ng gas na ipinahayag sa litro (L).

n = bilang ng mga moles.

T = ang temperatura ng gas na ipinahayag sa degree Celsius, degree Fahrenheit o degree Kelvin (0 ºC ay katumbas ng 273.15K).

R = ang unibersal na pare-pareho ng mga perpektong gas, na maaaring maipahayag sa ilang mga yunit, na kabilang sa mga sumusunod ay: 0,08205 L · atm / K.mol (L · atm K ^-1 .mol ^-1 ); 8.314 J / K. mol (JK ^-1 .mol ^-1 ) (J ay joule); at 1.987 cal / Kmol (cal.K ^-1 .mol ^-1 ) (cal ay calories).

Ang pagbabawas ng halaga ng R kapag ipinahayag sa L

Ang lakas ng tunog na isang nunal ng isang gas ay sumasakop sa isang kapaligiran ng presyon at 0 ºC katumbas ng 273K ay 22.414 litro.

R = PV / T

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

R = 0.082 L atm / mol.K

Ang ideal na equation ng gas (PV = nRT) ay maaaring isulat tulad ng sumusunod:

V / n = RT / P

Kung ang temperatura at presyon ay ipinapalagay na palaging, dahil ang R ay isang pare-pareho, kung gayon:

RT / P = K

Pagkatapos:

V / n = K

Ito ay isang kinahinatnan ng batas ng Avogadro: ang pagkakaroon ng isang palaging relasyon sa pagitan ng dami na sinasakop ng isang perpektong gas at ang bilang ng mga moles ng gas na iyon, para sa isang pare-pareho ang temperatura at presyon.

Kaugnay na anyo ng batas ni Avogadro

Kung mayroon kang dalawang gas, pagkatapos ang nakaraang equation ay nagiging sumusunod:

V ₁ / n ₁ = V ₂ / n ₂

Ang expression na ito ay nakasulat din bilang:

V ₁ / V ₂ = n ₁ / n ₂

Ipinapakita sa itaas ang ipinapahiwatig na proporsyonal na relasyon.

Sa kanyang hypothesis, itinuro ni Avogadro na ang dalawang mainam na gas sa parehong dami at sa parehong temperatura at presyon ay naglalaman ng parehong bilang ng mga molekula.

Sa pamamagitan ng pagpapalawak, ang parehong ay totoo sa mga totoong gas; halimbawa, ang isang pantay na dami ng O ₂ at N _{2 ay} naglalaman ng parehong bilang ng mga molekula kapag nasa parehong temperatura at presyon.

Ang mga totoong gas ay nagpapakita ng mga maliit na paglihis mula sa perpektong pag-uugali. Gayunpaman, ang batas ni Avogadro ay tinatayang may bisa para sa mga totoong gas sa mababang sapat na presyon at sa mataas na temperatura.

Mga kahihinatnan at implikasyon

Ang pinakamahalagang kinahinatnan ng batas ng Avogadro ay ang pare-pareho ang R para sa mga ideal na gas ay may parehong halaga para sa lahat ng mga gas.

R = PV / nT

Kaya kung R ay pare-pareho para sa dalawang gas:

P ₁ V ₁ / nT ₁ = P ₂ V ₂ / n ₂ T ₂ = palagi

Ang mga Suffixes 1 at 2 ay kumakatawan sa dalawang magkakaibang mga ideal gas. Ang konklusyon ay ang perpektong pare-pareho ng gas para sa 1 mol ng isang gas ay independiyenteng ng likas na katangian ng gas. Kung gayon ang lakas ng tunog na sinakop ng halagang ito sa gas sa isang naibigay na temperatura at presyur ay palaging pareho.

Ang kinahinatnan ng aplikasyon ng batas ng Avogadro ay ang paghanap na 1 mole ng isang gas ang sumakop sa dami ng 22.414 litro sa isang presyon ng 1 na kapaligiran at sa temperatura ng 0 ºC (273K).

Ang isa pang malinaw na kahihinatnan ay ang sumusunod: kung ang presyon at temperatura ay pare-pareho, kapag ang dami ng isang gas ay nadagdagan ang dami nito.

pinagmulan

Noong 1811 ipinasa ni Avogadro ang kanyang hypothesis batay sa teorya ng atomic ni Dalton at batas ni Gay-Lussac sa mga vectors ng paggalaw ng mga molekula.

Tinapos ng Gay-Lussac noong 1809 na "ang mga gas, sa anumang sukat na maaari nilang pagsamahin, palaging nagbibigay ng pagtaas sa mga compound na ang mga elemento na sinusukat sa dami ay palaging maraming mga iba pang iba".

Ang parehong may-akda ay nagpakita din na "ang mga kumbinasyon ng mga gas ay palaging nagaganap ayon sa napaka-simpleng relasyon sa dami."

Nabanggit ni Avogadro na ang reaksyon ng phase ng kemikal ng gas ay nagsasangkot ng mga molekular na species ng parehong mga reaksyon at produkto.

Ayon sa pahayag na ito, ang ugnayan sa pagitan ng reaktor at mga molekula ng produkto ay dapat na isang numero ng integer, yamang ang pagkakaroon ng pagbasag ng bono bago ang reaksyon (indibidwal na mga atomo) ay hindi malamang. Gayunpaman, ang mga dami ng molar ay maaaring ipahiwatig bilang mga praksyonal na halaga.

Para sa bahagi nito, ang batas ng mga volume ng kumbinasyon ay nagpapahiwatig na ang bilang ng ugnayan sa pagitan ng mga lakas ng tunog ay simple at integer din. Nagreresulta ito sa isang direktang ugnayan sa pagitan ng mga volume at ang bilang ng mga molekula ng mga species ng gas.

Avogadro hypothesis

Iminungkahi ni Avogadro na ang mga molekula ng gas ay diatomic. Ipinaliwanag nito kung paano pinagsama ang dalawang volume ng molekular na hydrogen sa isang dami ng molekular na oxygen na magbigay ng dalawang volume ng tubig.

Bukod dito, iminungkahi ni Avogadro na kung ang pantay na dami ng mga gas ay naglalaman ng pantay na bilang ng mga partikulo, ang ratio ng mga density ng mga gas ay dapat na katumbas ng ratio ng mga molekular na masa ng mga particle na ito.

Malinaw na, ang paghati sa d1 sa d2 ay nagbibigay ng pagtaas sa quotient m1 / m2, dahil ang dami ng nasasakupang masa ng masa ay pareho para sa parehong mga species at maaari itong mag-cancels:

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

d1 / d2 = m1 / m2

Ang bilang ni Avogadro

Ang isang nunal ay naglalaman ng 6.022 x 10 ²³ molecule o atoms. Ang figure na ito ay tinawag na bilang ni Avogadro, bagaman hindi siya ang nagkakalkula dito. Si Jean Pierre, 1926 na nanalo ng Nobel Prize, ay gumawa ng kaukulang mga sukat at iminungkahi ang pangalan bilang karangalan ng Avogadro.

Eksperimento ni Avogadro

Ang isang napaka-simpleng pagpapakita ng batas ng Avogadro ay binubuo ng paglalagay ng acetic acid sa isang baso ng baso at pagkatapos ay pagdaragdag ng sodium bikarbonate, isinasara ang bibig ng bote na may isang lobo na pumipigil sa pagpasok o paglabas ng isang gas mula sa loob ng bote .

Ang acid acid ay tumugon sa sodium bikarbonate, kaya pinakawalan ang CO ₂ . Ang gas ay naiipon sa lobo na nagdudulot ng implasyon nito. Sa teoryang, ang lakas ng tunog na naabot ng lobo ay proporsyonal sa bilang ng mga molekula ng CO ₂ , tulad ng nakasaad sa batas ni Avogadro.

Gayunpaman, ang eksperimento na ito ay may limitasyon: ang lobo ay isang nababanat na katawan; Samakatuwid, habang ang pader nito ay lumalawak dahil sa akumulasyon ng CO ₂ , isang puwersa ang nabuo sa loob nito na tumututol sa distension nito at sinisikap na mabawasan ang dami ng lobo.

Eksperimento sa mga komersyal na lalagyan

Ang isa pang nakalarawan na eksperimento ng batas ni Avogadro ay ipinakita sa paggamit ng mga lata ng soda at mga bote ng plastik.

Sa kaso ng mga lata ng soda, ang sodium bikarbonate ay ibinubuhos dito at pagkatapos ay idinagdag ang isang citric acid solution. Ang mga compound ay tumutugon sa bawat isa na gumagawa ng pagpapalabas ng CO ₂ gas , na naipon sa loob ng lata.

Kasunod nito, ang isang puro na sodium hydroxide solution ay idinagdag, na kung saan ay may pag-andar ng "pagsunud-sunod" sa CO ₂ . Ang pag-access sa interior ng lata ay pagkatapos ay mabilis na sarado sa pamamagitan ng paggamit ng masking tape.

Matapos ang isang tiyak na oras, napansin na ang mga kontrata, na nagpapahiwatig na ang pagkakaroon ng CO ₂ ay nabawasan . Kung gayon, maiisip na mayroong pagbaba sa dami ng lata na tumutugma sa pagbaba sa bilang ng mga molekulang CO ₂ , ayon sa batas ni Avogadro.

Sa eksperimento kasama ang bote, ang parehong pamamaraan ay sinusunod tulad ng lata ng soda, at kapag idinagdag ang NaOH, ang bibig ng bote ay sarado na may takip; Gayundin, ang isang pag-urong ng dingding ng bote ay sinusunod. Bilang isang resulta, ang parehong pagsusuri tulad ng sa kaso ng soda ay maaaring maisagawa.

Mga halimbawa

Ang tatlong mga larawan sa ibaba ay naglalarawan ng konsepto ng batas ng Avogadro, na nauugnay sa dami na sinasakop ng mga gas at ang bilang ng mga molekula ng mga reaksyon at produkto.

O

Ang dami ng hydrogen gas ay doble, ngunit nasasakop nito ang isang lalagyan ng parehong sukat na tulad ng gaseous oxygen.

N

N

Mga Sanggunian

1. Bernard Fernandez, PhD. (Pebrero 2009). Dalawang Hypotheses ng Avogadro (1811). . Kinuha mula sa: bibnum.education.fr
2. Nuria Martínez Medina. (Hulyo 5, 2012). Si Avogadro, ang dakilang siyentipikong Italyano noong ika-19 na siglo. Kinuha mula sa: rtve.es
3. Muñoz R. at Bertomeu Sánchez JR (2003) Ang kasaysayan ng agham sa mga aklat-aralin: hypothesis ni Avogadro, Enseñanza de las Ciencias, 21 (1), 147-161.
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (Pebrero 1, 2018). Ano ang Batas ni Avogadro? Kinuha mula sa: thoughtco.com
5. Ang Mga editor ng Encyclopaedia Britannica. (2016, Oktubre 26). Batas ni Avogadro. Encyclopædia Britannica. Kinuha mula sa: britannica.com
6. Yang, SP (2002). Ang mga produktong pang-bahay na ginagamit upang mabagsak ang mga malapit na lalagyan at ipinakita ang Batas ni Avogadro. Chem. Tagapagturo. Tomo: 7, mga pahina: 37-39.
7. Glasstone, S. (1968). Payo sa Physical Chemistry. 2 ang ^{nagbibigay kay} Exp. Editoryal Aguilar.