Najvažniji položaj u kemiji. Najvažnija točka u kemiji Molarni volumen posljedica Avogadrova zakona

Avogadrov zakon

U zoru razvoja atomske teorije (), A. Avogadro je iznio hipotezu prema kojoj, pri istoj temperaturi i tlaku, jednaki volumeni idealnih plinova sadrže isti broj molekula. Kasnije se pokazalo da je ova hipoteza nužna posljedica kinetičke teorije, a sada je poznata kao Avogadrov zakon. Može se formulirati na sljedeći način: jedan mol bilo kojeg plina pri istoj temperaturi i tlaku zauzima isti volumen, pod normalnim uvjetima jednak 22,41383 . Ova količina je poznata kao molarni volumen plina.

Sam Avogadro nije procijenio broj molekula u određenom volumenu, ali je shvatio da je to vrlo velika vrijednost. Prvi pokušaj da se pronađe broj molekula koje zauzimaju određeni volumen učinjen je godine J. Loschmidt. Iz Loschmidtovih proračuna proizlazi da je za zrak broj molekula po jedinici volumena 1,81·10 18 cm −3, što je otprilike 15 puta manje od prave vrijednosti. Osam godina kasnije, Maxwell je dao mnogo bližu procjenu od "oko 19 milijuna milijuna milijuna" molekula po kubnom centimetru, ili 1,9 10 19 cm −3. Zapravo, 1 cm³ idealnog plina pod normalnim uvjetima sadrži 2,68675·10 19 molekula. Ta se veličina naziva Loschmidtov broj (ili konstanta). Od tada je razvijen veliki broj neovisnih metoda za određivanje Avogadrova broja. Izvrsno slaganje između dobivenih vrijednosti pruža jake dokaze o stvarnom broju molekula.

Mjerenje konstante

Podaci u ovom članku odnose se na prosinac 2011.

Službeno prihvaćena vrijednost za Avogadrov broj danas je izmjerena 2010. godine. Za to su korištene dvije kuglice izrađene od silicija-28. Kugle su dobivene na Leibniz Institute for Crystallography i polirane u Australskom centru za preciznu optiku tako glatko da visina izbočina na njihovoj površini nije prelazila 98 nm. Za njihovu proizvodnju korišten je silicij-28 visoke čistoće, izoliran u Institutu za kemiju tvari visoke čistoće u Nižnjem Novgorodu Ruske akademije znanosti iz silicijevog tetrafluorida, visoko obogaćenog silicijem-28, dobivenog u Centralnom dizajnu strojarstva. Biro u Sankt Peterburgu.

Imajući tako praktički idealne objekte, moguće je s velikom točnošću izračunati broj atoma silicija u kuglici i time odrediti Avogadrov broj. Prema dobivenim rezultatima jednako je 6,02214084(18)×10 23 mol −1 .

Odnos između konstanti

Kroz umnožak Boltzmannove konstante, univerzalne plinske konstante, R=kN A.
Faradayeva konstanta izražava se umnoškom elementarnog električnog naboja i Avogadrova broja, F=eN A.

vidi također

Bilješke

Književnost

Avogadrov broj // Velika sovjetska enciklopedija

Zaklada Wikimedia. 2010.

Pogledajte što je "Avogadrov broj" u drugim rječnicima:

- (Avogadrova konstanta, simbol L), konstanta jednaka 6,022231023, odgovara broju atoma ili molekula sadržanih u jednom MOLU tvari... Znanstveni i tehnički enciklopedijski rječnik

Avogadrov broj- Avogadro konstanta statusas T sritis chemija apibrėžtis Dalelių (atomų, molekulių, jonų) skaičius viename medžiagos molyje, lygus (6,02204 ± 0,000031)·10²³ mol⁻¹. santrumpa(os) Santrumpą žr. Priede. priedas(ai) Format grafike atitikmenys:… … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

Avogadrov broj- Avogadro konstanta statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. Avogadrova konstanta; Avogadrov broj vok. Avogadro Constante, f; Avogadrosche Konstante, f rus. Avogadrova konstanta, f; Avogadrov broj, n pranc. konstante d'Avogadro, f; nombre… … Fizikos terminų žodynas

Avogadrova konstanta (Avogadrov broj)- broj čestica (atoma, molekula, iona) u 1 molu tvari (mol je količina tvari koja sadrži isti broj čestica koliko ima atoma u točno 12 grama izotopa ugljika 12), označava se s simbol N = 6.023 1023. Jedan od ... ... Počeci moderne prirodne znanosti

- (Avogadrov broj), broj strukturnih elemenata (atoma, molekula, iona ili drugih) u jedinicama. broj va u va (u jednom molu). Nazvan u čast A. Avogadra, označen NA. A.p. je jedna od temeljnih fizikalnih konstanti, bitna za određivanje višestrukosti ... Fizička enciklopedija

- (Avogadrov broj; označava se s NA), broj molekula ili atoma u 1 molu tvari, NA = 6,022045(31) x 1023 mol 1; Ime imenom A. Avogadro... Prirodna znanost. enciklopedijski rječnik

- (Avogadrov broj), broj čestica (atoma, molekula, iona) u 1 molu u va. Označava se NA i jednak je (6,022045 ... Kemijska enciklopedija

Na = (6,022045±0,000031)*10 23 broj molekula u molu bilo koje tvari ili broj atoma u molu jednostavne tvari. Jedna od temeljnih konstanti, uz pomoć koje možete odrediti veličine kao što je, na primjer, masa atoma ili molekule (vidi... ... Collierova enciklopedija

Wikipedia ima članke o drugim osobama s ovim prezimenom, pogledajte Avogadro. Amedeo Avogadro, grof od Quaregna i Cerreto Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro di Quaregna e Cerreto ... Wikipedia

- (Avogadro, Amedeo) AMEDEO AVOGADRO (1776. 1856.), talijanski fizičar i kemičar. Rođen 9. kolovoza 1776. u Torinu u obitelji pravosudnog službenika. Stekao je pravno obrazovanje i 1796. postao doktor prava. Već u mladosti počeo sam se zanimati za... Collierova enciklopedija

knjige

Avogadrov broj. Kako vidjeti atom, Evgeniy Zalmanovich Meilikhov, talijanski znanstvenik Amadeo Avogadro (suvremenik A.S. Puškina) prvi je shvatio da je broj atoma (molekula) u jednom gram-atomu (molu) tvari isti za sve tvari. Znanje... Kategorija:

Avogadrov zakon formulirao je talijanski kemičar Amadeo Avogadro 1811. godine i bio je od velike važnosti za razvoj tadašnje kemije. Međutim, ni danas nije izgubio svoju relevantnost i značaj. Pokušajmo formulirati Avogadrov zakon, zvučat će otprilike ovako.

Formulacija Avogadrova zakona

Dakle, Avogadrov zakon kaže da će pri istim temperaturama i tlaku jednaki volumeni plinova sadržavati isti broj molekula, bez obzira na njihovu kemijsku prirodu i fizička svojstva. Ovaj broj je određena fizička konstanta jednaka broju molekula i iona sadržanih u jednom molu.

U početku je Avogadrov zakon bio samo hipoteza znanstvenika, ali kasnije je ova hipoteza potvrđena velikim brojem eksperimenata, nakon čega je ušla u znanost pod imenom “Avogadrov zakon” koji je trebao postati temeljni zakon za idealne plinove.

Formula Avogadrova zakona

I sam otkrivač zakona vjerovao je da je fizikalna konstanta velika veličina, ali nije znao koja. Nakon njegove smrti, tijekom brojnih pokusa, utvrđen je točan broj atoma sadržanih u 12 g ugljika (točno 12 g je jedinica atomske mase ugljika) ili u molarnom volumenu plina koji iznosi 22,41 litara. Ova konstanta je nazvana "Avogadrov broj" u čast znanstvenika, označena je kao NA, rjeđe L, i jednaka je 6,022 * 1023. Drugim riječima, broj molekula bilo kojeg plina u volumenu od 22,41 litara bit će isti i za lake i za teške plinove.

Matematička formula Avogadrova zakona može se napisati na sljedeći način:

Gdje je V volumen plina; n je količina tvari, koja je omjer mase tvari i njezine molarne mase; VM je konstanta proporcionalnosti ili molarni volumen.

Primjena Avogadrova zakona

Daljnja praktična primjena Avogadrova zakona uvelike je pomogla kemičarima u određivanju kemijskih formula mnogih spojeva.

Mole i Avogadrov broj, video

I na kraju, edukativni video na temu našeg članka.

talijanski fizičar i kemičar Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro rođen 1776. u Torinu u plemićkoj obitelji. Budući da je u to vrijeme bio običaj da se zvanja nasljeđuju, Avogadro je diplomirao na Sveučilištu u Torinu sa 16 godina, a sa 20 stekao stupanj doktora crkvenog prava.

Od svoje 25. godine samostalno se bavi fizikom i matematikom. A 1803. god godina Amedeo je svoj prvi znanstveni rad o svojstvima elektriciteta predstavio Torinskoj akademiji. Godine 1809 znanstveniku je ponuđeno mjesto profesora na koledžu u Vercelliju, i od 1820 Znanstvenik uspješno predaje na Sveučilištu u Torinu. Nastavničkom djelatnošću bavio se do 1850. godine.

Avogadro je proveo različite studije o proučavanju fizikalnih i kemijskih svojstava i pojava. Njegovi znanstveni radovi posvećeni su elektrokemijskoj teoriji, elektricitetu, specifičnom toplinskom kapacitetu i nomenklaturi kemijskih spojeva. Avogadro je prvi odredio atomske mase ugljika, dušika, kisika, klora i drugih elemenata; utvrdio je kvantitativni sastav molekula mnogih tvari, uključujući vodik, vodu, amonijak, dušik i druge. Ali kemičari su odbacili Avogadrove teorije, a rad znanstvenika nije bio priznat.

Tek 1860., zahvaljujući naporima S. Cannizzara, mnoga Avogadrova djela su revidirana i opravdana. Konstantan broj molekula u 1 molu idealnog plina nazvan je po prezimenu znanstvenika. – Avogadrov broj (fizička konstanta, brojčano jednaka broju određenih strukturnih jedinica (atoma, molekula, iona, elektrona ili bilo koje druge čestice) u 1 molu tvari = 6,0222310 23. Od tada se Avogadrov zakon počeo široko koristiti u kemiji.

Godine 1811. Avogadro je uspostavio zakon koji je tvrdio da jednaki volumeni plinova sadrže jednak broj molekula pri jednakim temperaturama i tlakovima. A 1814. pojavio se članak znanstvenika"Esej o relativnim masama molekula jednostavnih tijela, ili o procijenjenoj gustoći njihovih plinova i o sastavu nekih njihovih spojeva", koji jasno navodi Avogadrov zakon.

Kako je znanstvenik došao do ovog zaključka?

Avogadro pažljivo analizirao rezultate eksperimenata Gay-Lussaca i drugih znanstvenika i shvatio kako molekula plina radi. Poznato je da kada dođe do kemijske reakcije između plinova, omjer volumena tih plinova jednak je njihovom molekularnom omjeru. Ispostavilo se da je mjerenjem gustoće različitih plinova moguće odrediti relativne mase molekula od kojih se ti plinovi sastoje i atoma. Odnosno, ako 1 litra kisika sadrži onoliko molekula koliko i 1 litra vodika, tada je omjer gustoća tih plinova jednak omjeru masa molekula. Avogadro je primijetio da se molekule jednostavnih plinova također mogu sastojati od nekoliko atoma.

Avogadrov zakon se široko koristi pri izračunavanju pomoću kemijskih formula i jednadžbi kemijskih reakcija omogućuje određivanje relativnih molekulskih masa plinova i broja molekula u molu bilo koje tvari.

Ako imate bilo kakvih pitanja, želite detaljnije proučiti ovaj materijal ili vam je potrebna pomoć u rješavanju problema, online učitelji uvijek su spremni pomoći. U bilo kojem trenutku i bilo gdje učenik se može obratiti online tutoru za pomoć i dobiti savjet o bilo kojem predmetu školskog programa. Obuka se odvija putem posebno razvijenog softvera. Kvalificirani profesori pružaju pomoć pri izradi domaćih zadaća i objašnjavanju nerazumljivog gradiva; pomoći u pripremi za državni ispit i jedinstveni državni ispit. Polaznik sam bira hoće li nastavu s odabranim mentorom izvoditi duže vrijeme ili će pomoć nastavnika koristiti samo u specifičnim situacijama kada se pojave poteškoće s određenim zadatkom.

web stranice, pri kopiranju materijala u cijelosti ili djelomično, poveznica na izvorni izvor je obavezna.

Jednaki volumeni plinova (V) pod istim uvjetima (temperatura T i tlak P) sadrže isti broj molekula.

Neka temperatura bude konstantna (\(T=const \)), tlak se ne mijenja (\(p=const \)), volumen konstantan \((V=const) \) : \((N) \) - broj čestica (molekula) svakog idealnog plina je konstantna vrijednost. Ova se tvrdnja naziva Avogadrov zakon.

Avogadrov zakon glasi ovako:

Jednaki volumeni plinova (V) pod istim uvjetima (temperatura T i tlak P) sadrže isti broj molekula.

Avogadrov zakon otkrio je Amedeo Avogadro 1811. Preduvjet za to bilo je pravilo višestrukih omjera: pod istim uvjetima, volumeni plinova koji ulaze u reakciju su u jednostavnim omjerima, kao što su 1:1, 1:2, 1:3, itd.

Francuski znanstvenik J.L. Gay-Lussac je uspostavio zakon volumetrijskih odnosa:

Volumeni plinova koji reagiraju pod istim uvjetima (temperatura i tlak) međusobno su povezani kao jednostavni cijeli brojevi.

Na primjer, 1 litra klora spoji se s 1 litrom vodika u 2 litre klorovodika; 2 litre sumporovog (IV) oksida kombiniraju se s 1 litrom kisika i formiraju 1 litru sumporovog (VI) oksida.

Pravi plinovi, u pravilu, mješavina su čistih plinova - kisika, vodika, dušika, helija itd. Na primjer, zrak se sastoji od 77% dušika, 21% kisika, 1% vodika, ostatak su inertni i drugi plinovi. Svaki od njih stvara pritisak na stijenke posude u kojoj se nalazi.

Parcijalni tlak Tlak koji svaki plin zasebno stvara u smjesi plinova, kao da sam zauzima cijeli volumen, naziva se parcijalni tlak(od latinskog partialis - djelomično)

Normalni uvjeti: p = 760 mm Hg. Umjetnost.

ili 101,325 Pa, t = 0 °C ili 273 K.

Posljedice Avogadrova zakona Korolar 1 iz Avogadrova zakona Jedan mol bilo kojeg plina pod istim uvjetima zauzima isti volumen. Konkretno, u normalnim uvjetima, volumen jednog mola idealnog plina je 22,4 litre. Ovaj volumen se zove molarni volumen

\(V_(\mu)\)

gdje je \(V_(\mu)\) molarni volumen plina (dimenzija l/mol); \(V\) - volumen materije sustava; \(n\) - količina tvari u sustavu. Primjer unosa: \(V_(\mu) \) plin (n.s.) = 22,4 l/mol. Korolar 2 iz Avogadrova zakona Omjer masa jednakih volumena dvaju plinova stalna je veličina za te plinove. Ova količina se zove relativna gustoća

\(D\)

gdje su \(m_1\) i \(m_2\) molarne mase dviju plinovitih tvari.

Vrijednost \(D\) se određuje eksperimentalno kao omjer masa jednakih volumena plina koji se proučava \(m_1\) i referentnog plina s poznatom molekulskom masom (M2). Iz vrijednosti \(D\) i \(m_2\) možete pronaći molarnu masu plina koji se proučava: \(m_1 = D\cdot m_2\)

Dakle, pod normalnim uvjetima (n.s.), molarni volumen bilo kojeg plina je \(V_(\mu) = 22,4\) l/mol.

Relativna gustoća se najčešće izračunava u odnosu na zrak ili vodik, koristeći poznate i jednake molarne mase vodika i zraka:

\[ (\mu )_(H_2)=2\cdot (10)^(-3)\frac(kg)(mol) \]

\[ (\mu )_(vozd)=29\cdot (10)^(-3)\frac(kg)(mol) \] Vrlo često se pri rješavanju zadataka koristi da pri normalnim uvjetima (n.s.) (tlak jedne atmosfere ili, što je isto\(p=(10)^5Pa=760\ mm\ Hg,\ t=0^o C \)

) molarni volumen bilo kojeg idealnog plina:

Koncentracija molekula idealnog plina u normalnim uvjetima:

\[ n_L=\frac(N_A)(V_(\mu ))=2,686754\cdot (10)^(25)m^(-3)\ , \]

nazvan Loschmidtov broj.

Javascript je onemogućen u vašem pregledniku.
Da biste izvršili izračune, morate omogućiti ActiveX kontrole!

Avogadrov zakon u kemiji pomaže u izračunavanju volumena, molarne mase, količine plinovite tvari i relativne gustoće plina. Hipotezu je formulirao Amedeo Avogadro 1811. godine, a kasnije je eksperimentalno potvrđena.

Zakon

Joseph Gay-Lussac prvi je proučavao plinske reakcije 1808. godine. Formulirao je zakone toplinskog širenja plinova i volumetrijske odnose, dobivši kristalnu tvar - NH 4 Cl (amonijev klorid) iz klorovodika i amonijaka (dva plina). Ispostavilo se da je za njegovo stvaranje potrebno uzeti iste količine plinova. Štoviše, ako je jedan plin bio u višku, tada je "ekstra" dio ostao neiskorišten nakon reakcije.

Nešto kasnije Avogadro je formulirao zaključak da pri istim temperaturama i tlaku jednaki volumeni plinova sadrže isti broj molekula. Štoviše, plinovi mogu imati različita kemijska i fizikalna svojstva.

Riža. 1. Amedeo Avogadro.

Avogadrov zakon ima dvije posljedice:

prvi - jedan mol plina, pod jednakim uvjetima, zauzima isti volumen;
drugi - omjer masa jednakih volumena dvaju plinova jednak je omjeru njihovih molarnih masa i izražava relativnu gustoću jednog plina prema drugom (označava se s D).

Normalnim uvjetima (n.s.) smatraju se tlak P=101,3 kPa (1 atm) i temperatura T=273 K (0°C). U normalnim uvjetima molarni volumen plinova (volumen tvari podijeljen s njegovom količinom) iznosi 22,4 l/mol, tj. 1 mol plina (6,02 ∙ 10 23 molekula - Avogadrov konstantni broj) zauzima volumen od 22,4 litre. Molarni volumen (V m) je konstantna vrijednost.

Riža. 2. Normalni uvjeti.

Rješavanje problema

Glavno značenje zakona je mogućnost provođenja kemijskih proračuna. Na temelju prve posljedice zakona možemo izračunati količinu plinovite tvari kroz volumen pomoću formule:

gdje je V volumen plina, V m molarni volumen, n je količina tvari izmjerena u molovima.

Drugi zaključak iz Avogadrova zakona odnosi se na izračun relativne gustoće plina (ρ). Gustoća se izračunava pomoću formule m/V. Ako uzmemo u obzir 1 mol plina, formula gustoće će izgledati ovako:

ρ (plin) = M/V m,

gdje je M masa jednog mola, tj. molekulska masa.

Za izračunavanje gustoće jednog plina iz drugog plina potrebno je znati gustoće plinova. Opća formula za relativnu gustoću plina je sljedeća:

D (y) x = ρ(x) / ρ(y),

gdje je ρ(x) gustoća jednog plina, ρ(y) je gustoća drugog plina.

Ako izračun gustoće zamijenite formulom, dobit ćete:

D (y) x = M(x) / V m / M(y) / V m .

Molarni volumen se smanjuje i ostaje

D (y) x = M(x) / M(y).

Razmotrimo praktičnu primjenu zakona na primjeru dva zadatka:

Koliko će se litara CO 2 dobiti iz 6 mola MgCO 3 pri razgradnji MgCO 3 na magnezijev oksid i ugljikov dioksid (n.s.)?
Kolika je relativna gustoća CO 2 u vodiku iu zraku?

Najprije riješimo prvi problem.

n(MgCO3) = 6 mol

MgCO3 = MgO+CO2

Količina magnezijevog karbonata i ugljičnog dioksida je ista (po jedna molekula), pa je n(CO 2) = n(MgCO 3) = 6 mol. Iz formule n = V/V m možete izračunati volumen:

V = nV m, tj. V(CO 2) = n(CO 2) ∙ V m = 6 mol ∙ 22,4 l/mol = 134,4 l

Odgovor: V(CO 2) = 134,4 l

Rješenje drugog problema:

D (H2) CO2 = M(CO2) / M(H2) = 44 g/mol / 2 g/mol = 22;
D (zrak) CO2 = M(CO2) / M (zrak) = 44 g/mol / 29 g/mol = 1,52.

Riža. 3. Formule za količinu tvari prema volumenu i relativnoj gustoći.

Formule Avogadrova zakona vrijede samo za plinovite tvari. Ne odnose se na tekućine ili krutine.

Što smo naučili?

Prema formulaciji zakona, jednaki volumeni plinova pod istim uvjetima sadrže isti broj molekula. U normalnim uvjetima (n.s.) vrijednost molarne zapremine je konstantna, tj. V m za plinove uvijek je jednak 22,4 l/mol. Iz zakona proizlazi da isti broj molekula različitih plinova u normalnim uvjetima zauzima isti volumen, kao i relativna gustoća jednog plina u odnosu na drugi - omjer molarne mase jednog plina i molarne mase plina. drugi plin.