Закон Авогадро

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Закон Авога́дро — закон, утверждающий, что в равных объёмах различных газов, взятых при одинаковых температурах и давлениях, содержится одно и то же число молекул. В виде гипотезы был сформулирован в 1811 году Амедео Авогадро (1776 — 1856), профессором физики в Турине. Гипотеза была подтверждена многочисленными экспериментальными исследованиями и поэтому стала называться законом Авогадро, став впоследствии (через 50 лет, после съезда химиков в Карлсруэ) количественной основой современной химии (стехиометрии).[1]

История[править | править вики-текст]

Первые количественные исследования реакций между газами принадлежат французскому ученому Гей-Люссаку. Он является автором законов о тепловом расширении газов и закона объемных отношений. Эти законы были теоретически объяснены в 1811 году итальянским физиком Амедео Авогадро.[2]

Следствия закона[править | править вики-текст]

Первое следствие из закона Авогадро: один моль (одинаковое количество молей) любого газа при одинаковых — изобаричных и изотермичных — условиях занимает одинаковый объём.
Согласно закону Авогадро, одно и то же число молекул любого газа занимает при одинаковых условиях один и тот же объем. С другой стороны, 1 моль любого вещества содержит (по определению) одинаковое число частиц (англ.) (наприм., молекул). Отсюда следует, что при определённых температуре и давлении 1 моль любого вещества в газообразном состоянии занимает один и тот же объём.

В частности, при нормальных условиях, т. е. при 0 °C (273К) и 101,3 кПа, объём 1 моля газа равен 22,413(962) л (л/моль). Этот объём называют молярным объёмом газа Vm. Пересчитать эту величину на другие температуру и давление можно с помощью уравнения Клапейрона:

\frac{PV}{T} = \frac{101,3 ~ kPa\cdot 22,414 ~ l}{273 ~ K}.

Второе следствие из закона Авогадро: молярная масса первого газа равна произведению молярной массы второго газа на относительную плотность первого газа ко второму.

Положение это имело громадное значение для развития химии (химии идеального газа[3]), так как оно дает возможность определять частичный вес[4] тел, способных переходить в газообразное или парообразное состояние (см. Атомно-молекулярное учение). Если через m мы обозначим частичный вес тела, и через d — удельный вес[5] его в парообразном состоянии, то отношение m / d должно быть постоянным для всех тел. Опыт показал, что для всех изученных тел, переходящих в пар без разложения, эта постоянная равна 28,9, если при определении частичного веса исходить из удельного веса воздуха, принимаемого за единицу; но эта постоянная будет равняться 2, если принять за единицу удельный вес водорода. Обозначив эту постоянную, или, что то же, общий всем парам и газам частичный объём через С, мы из формулы имеем с другой стороны m = dC. Так как удельный вес пара определяется легко, то, подставляя значение d в формулу, выводится и неизвестный частичный вес данного тела.

Элементарный анализ, например, одного из полибутиленов указывает, в нём пайное отношение углерода к водороду, как 1 к 2, а потому частичный вес его может быть выражен формулой СН2 или C2H4, C4H8 и вообще (СН2)n. Частичный вес этого углеводорода тотчас определяется, следуя закону Авогадро, раз мы знаем удельный вес, т. е. плотность его пара; он определен Бутлеровым и оказался 5,85 (по отношению к воздуху); т. е. частичный вес его будет 5,85 · 28,9 = 169,06. Формуле C11H22 отвечает частичный вес 154, формуле C12H24 — 168, а C13H26 — 182. Формула C12H24 близко отвечает наблюдаемой величине, а потому она и должна выражать собою величину частицы нашего углеводорода (CH2)n.

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Дикерсон Р., Грей Г., Хейт Дж. Основные законы химии: В 2-х томах. Пер. с англ. — М.: Мир, 1982. 652 с., ил. — Т. 1. — С. 62–65, 295
  2. Глинка Н.Л. Общая химия. — 22 изд., испр. — Ленинград: Химия, 1977. — С. 18-19. — 719 с.
  3. Для реальных газов закон Авогадро является тем более точным, чем газ более разреженный.
  4. частичный вес в современной терминологии — относительная молекулярная масса
  5. удельный вес современной терминологии — плотность

Ссылки[править | править вики-текст]