Найважливіше становище у хімії. Найважливіше становище в хімії Молярний обсяг слідства закону

Закон Авогадро

На зорі розвитку атомної теорії () А. Авогадро висунув гіпотезу, згідно з якою при однакових температурах і тиску в рівних обсягах ідеальних газів міститься однакове число молекул. Пізніше було показано, що ця гіпотеза є необхідним наслідком кінетичної теорії, і зараз вона відома як закон Авогадро. Його можна сформулювати так: один моль будь-якого газу за однакових температур і тиску займає один і той же обсяг, за нормальних умов рівний 22,41383 . Ця величина відома як молярний обсяг газу.

Сам Авогадро не робив оцінок числа молекул у заданому обсязі, але розумів, що це дуже велика величина. Першу спробу знайти число молекул, що займають даний обсяг, зробив у році Й. Лошмідт. З обчислень Лошмідта випливало, що для повітря кількість молекул на одиницю об'єму становить 1,81·10 18 см −3 , що приблизно в 15 разів менше за справжнє значення. Через 8 років Максвелл привів набагато ближчу до істини оцінку «близько 19 мільйонів мільйонів» молекул на кубічний сантиметр, або 1,9 10 19 см -3 . Насправді в 1 см ³ ідеального газу за нормальних умов міститься 2,68675 · 10 19 молекул. Ця величина була названа числом (або постійною) Лошмідта. З того часу було розроблено велику кількість незалежних методів визначення числа Авогадро. Чудовий збіг отриманих значень є свідченням реальної кількості молекул.

Вимірювання константи

Дані у цій статті наведені станом на грудень 2011 року.

Офіційно прийняте на сьогодні значення числа Авогадро було виміряно у 2010 році. Для цього використовувалися дві сфери, виготовлені з кремнію-28. Сфери були отримані в Інституті кристалографії імені Лейбніца і відполіровані в австралійському Центрі високоточної оптики настільки гладко, що висоти виступів на поверхні не перевищували 98 нм. Для їх виробництва був використаний високочистий кремній-28, виділений у нижегородському Інституті хімії високочистих речовин РАН з високозбагаченого кремнію-28 тетрафториду кремнію, отриманого в Центральному конструкторському бюро машинобудування в Санкт-Петербурзі.

Маючи в своєму розпорядженні такі практично ідеальні об'єкти, можна з високою точністю підрахувати число атомів кремнію в кулі і тим самим визначити число Авогадро. Згідно з отриманими результатами, воно дорівнює 6,02214084(18)×10 23 моль −1 .

Зв'язок між константами

  • Через твір постійної Больцмана Універсальна газова постійна R=kN A.
  • Через добуток елементарного електричного заряду на число Авогадро виражається постійна Фарадея, F=eN A.

Див. також

Примітки

Література

  • Число Авогадро // Велика радянська енциклопедія

Wikimedia Foundation.

2010 .

    Дивитись що таке "Кількість Авогадро" в інших словниках: - (постійна Авогадро, позначення L), постійна, рівна 6,022231023, відповідає числу атомів або молекул, що містяться в одному МОЛІ речовини …

    Науково-технічний енциклопедичний словникчисло Авогадро - 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. Pride. priedas(ai) Grafinis formatas atitikmenys:… …

    Науково-технічний енциклопедичний словник Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

    - Avogadro konstanta statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Avogadro's constant; Avogadro's number vok. Avogadro Konstante, f; Avogadrosche Konstante, f rus. постійна Авогадро, f; число Авогадро, n pranc. constante d’Avogadro, f; nombre… … Fizikos terminų žodynasАвогадро постійна (число Авогадро) - Число частинок (атомів, молекул, іонів) в 1 моле речовини (моль це кількість речовини, в якому міститься стільки ж частинок, скільки атомів міститься точно в 12 грамах ізотопу вуглецю 12), що позначається символом N = 6,023 1023. Одна з ...

    Початки сучасного природознавства - (число Авогадро), кількість структурних елементів (атомів, молекул, іонів або ін. ч ц) в од. кол ва в ва (в одному молі). Названа на честь А. Авогадро, позначається NA. А. п. одна з фундаментальних фізичних констант, суттєва для визначення мн.

    Фізична енциклопедія - (число Авогадро; позначається NА), число молекул або атомів в 1 моле речовини, NА = 6,022045(31) х 1023моль 1; назв. на ім'я А. Авогадро …

    Природознавство. Енциклопедичний словник - (число Авогадро), число частинок (атомів, молекул, іонів) в 1 моле ва. Позначається NA і дорівнює (6,022045...

    Na = (6,022045±0,000031)*10 23 число молекул у молі будь-якої речовини або число атомів у молі простої речовини. Одна з фундаментальних постійних, за допомогою якої можна визначити такі величини, як, наприклад, масу атома чи молекули (див. … Енциклопедія Кольєра

    У Вікіпедії є статті про інших людей з таким прізвищем, див. Авогадро. Амедео Авогадро, граф Куаренья та Черрето Lorenzo Romano Amedeo Carlo

    - (Avogadro, Amedeo) АМЕДЕО АВОГАДРО (1776-1856), італійський фізик та хімік. Народився 9 серпня 1776 року в Турині в сім'ї чиновника судового відомства. Здобув юридичну освіту і в 1796 став доктором права. Вже в юності зацікавився... Енциклопедія Кольєра

Книги

  • Число Авогадро. Як побачити атом, Мейліхов Євген Залманович, Італійський вчений Амадео Авогадро (сучасник А. С. Пушкіна) був першим, хто зрозумів, що кількість атомів (молекул) в одному грам-атомі (молі) речовини однакова для всіх речовин. Знання ж…

Закон Авогадро був сформульований італійським хіміком Амадео Авогадро в 1811 році і мав велике значення для розвитку тогочасної хімії. Втім, і сьогодні він не втратив своєї актуальності та значущості. Спробуємо сформулювати закон Авогадро, звучатиме він приблизно так.

Формулювання закону Авогадро

Отже, закон Авогадро говорить, що при однакових температурах і тиску в рівних обсягах газів буде утримуватися однакове число молекул, незалежно від їх хімічної природи, так і фізичних властивостей. Дане число є якоюсь фізичною константою, що дорівнює кількості молекул, іонів, що містяться в одному молі.

Спочатку закон Авогадро був лише гіпотезою вченого, але пізніше ця гіпотеза була підтверджена великою кількістю експериментів, після чого вона й увійшла до науки під назвою «закон Авогадро», якому судилося стати основним законом для ідеальних газів.

Формула закону Авогадро

Сам першовідкривач закону вважав, що фізична константа є великою величиною, але якої саме не знав. Вже після його смерті в ході численних експериментів було встановлено точну кількість атомів, що містяться в 12 г вуглецю (саме 12 г - атомна одиниця маси вуглецю) або в молярному обсязі газу рівному 22,41 л. Константу цю на честь вченого назвали "числом Авогадро", позначають його як NA, рідше L і вона дорівнює 6,022 * 1023. Іншими словами, число молекул будь-якого газу в обсязі 22,41 л буде однаковим як для легких, так і важких газів.

Математичну формулу закону Авогадро можна написати так:

Де, V – обсяг газу; n - кількість речовини, яка є ставленням маси речовини до її молярної маси; VM – константа пропорційності або молярний об'єм.

Застосування закону Авогадро

Подальше практичне застосування закону Авогадро дуже допомогло хімікам визначити хімічні формули багатьох сполук.

Міль та число Авогадро, відео

І на завершення освітнє відео на тему нашої статті.

Італійський фізик та хімік Лоренцо Романо Амедео Карло Авогадронародився 1776 року в Турині у дворянській родині. Так як тоді прийнято було передавати професії у спадок Авогадро в 16 років закінчив Туринський університет, а в 20 отримав вчений ступінь доктора церковного права.

З 25 років самостійно займається вивченням фізики та математики. І в 1803 рокуАмедео представив свою першу наукову роботу з вивчення властивостей електроенергії в Туринську академію. У 1809 роцівченому запропонували посаду професора у коледжі міста Верчеллі, а з 1820 рокувчений успішно викладає у Туринському університеті. Викладацькою діяльністю займався до 1850 року.

Авогадро проводив різні дослідження з вивчення фізичних та хімічних властивостей та явищ. Його наукові роботи присвячені електрохімічній теорії, електриці, питомій теплоємності, номенклатурі хімічних сполук.

Авогадро вперше визначив атомні маси вуглецю, азоту, кисню, хлору та інших елементів; встановив кількісний склад молекул багатьох речовин, серед яких водень, вода, аміак, азот та інші. Але хіміки відкидали теорії Авогадро, і роботи вченого були невизнані. – Лише у 1860 році завдяки зусиллям С. Канніццаро ​​багато робіт Авогадро було переглянуто та виправдано. На честь прізвища вченого названо постійне число молекул в 1 молі ідеального газу

число Авогадро (фізична постійна величина, чисельно рівна кількості специфікованих структурних одиниць (атомів, молекул, іонів, електронів або будь-яких інших частинок) в 1 моле речовини = 6,0222310 23. З цього часу почав широко застосовується в хімії закон Авогадро.У 1811 році Авогадро встановив закон, який стверджував, що в однакових обсягах газів міститься рівна кількість молекул при однакових температурах та тиску.А 1814 року з'являється стаття вченого

«Нарис про відносні маси молекул простих тіл, або ймовірні щільності їх газу, і про конституцію деяких з їх сполук», в якій чітко формулюється закон Авогадро.

Як учений дійшов такого висновку? проаналізував результати експериментів Гей-Люссака та інших вченихі зрозумів, як влаштовано молекулу газу. Відомо, що при протіканні хімічної реакції між газами співвідношення обсягів цих газів таке саме, як і їхнє молекулярне співвідношення. Виходить, що можна, вимірюючи щільність різних газів, визначати відносні маси молекул, з яких складаються ці гази, і атомів. Тобто, якщо в 1 літрі кисню міститься стільки молекул, скільки і в 1 літрі водню, то відношення густин цих газів дорівнює відношенню мас молекул. Авогадро зазначив, що молекули простих газів можуть складатися і з кількох атомів.

Закон Авогадро широко використовуєтьсяпри розрахунках за хімічними формулами та рівняннями хімічних реакцій, дозволяє визначати відносні молекулярні маси газів та кількість молекул у молі будь-якої речовини.

Якщо у Вас виникли питання, Ви хочете детальніше зупинитися на даному матеріалі або необхідна допомога при вирішенні завдань, онлайн репетитори завжди готові допомогти. У будь-який час та в будь-якому місці учень може звернутися за допомогою до онлайн-репетитора та отримати консультацію з будь-якого предмета шкільної програми. Навчання відбувається за допомогою спеціально розробленого програмного забезпечення. Кваліфіковані педагоги надають допомогу у виконанні домашніх завдань, поясненні незрозумілого матеріалу; допомагають підготуватися до ДІА та ЄДІ. Учень вибирає сам, проводити заняття з вибраним репетитором протягом тривалого часу, або використовувати допомогу педагога лише у конкретних ситуаціях, коли виникають складнощі з певним завданням.

сайт, при повному або частковому копіюванні матеріалу посилання на першоджерело обов'язкове.

У рівних обсягах газів (V) за однакових умов (температури Т і тиску Р) міститься однакове число молекул.

Нехай температура постійна (\(T=const \) ), тиск не змінюється (\(p=const \) ), обсяг постійний \((V=const) \) : \((N) \) - Число частинок (молекул ) будь-якого ідеального газу величина незмінна. Це твердження називається законом Авогадро.

Закон Авогадро звучить так:

У рівних обсягах газів (V) за однакових умов (температури Т і тиску Р) міститься однакове число молекул.

Закон Авогадро був відкритий у 1811 р. Амедео Авогадро. Причиною для цього стало правило кратних відносин: за однакових умов обсяги газів, що вступають у реакцію, знаходяться у простих співвідношеннях, як 1:1, 1:2, 1:3 і т.д.

Французький вчений Ж.Л. Гей-Люссак встановив закон об'ємних відносин:

Обсяги газів, що вступають у реакцію, за однакових умов (температури і тиску) ставляться один до одного як прості цілі числа.

Наприклад, 1 л хлору з'єднується з 1 л водню, утворюючи 2 л хлороводню; 2 л оксиду сірки (IV) поєднуються з 1 л кисню, утворюючи 1 л оксиду сірки (VI).

Реальні гази, як правило, є сумішшю чистих газів - кисню, водню, азоту, гелію тощо. Наприклад, повітря складається з 77% азоту, 21% кисню, 1% водню, інші - інертні та інші гази. Кожен із них створює тиск на стінки судини, в якій знаходиться.

Парціальний тискТиск, який у суміші газів створює кожен газ окремо, ніби він один займає весь обсяг, називається парціальним тиском(від латів. partialis - частковий)

Нормальні умови: p=760 мм рт. ст.

або 101 325 Па, t = 0 °С або 273 К .

Наслідки із закону АвогадроНаслідок 1 із закону Авогадро Один моль будь-якого газу за однакових умов займає однаковий обсяг. Зокрема за нормальних умов обсяг одного моля ідеального газу дорівнює 22,4 л. Цей обсяг називаютьмолярним об'ємом

\(V_(\mu) \)

де \(V_(\mu) \) - молярний об'єм газу (розмірність л/моль); \ (V \) - обсяг речовини системи; \ (n \) - кількість речовини системи. Приклад запису: \(V_(\mu) \) газу (н.у.) = 22,4 л/моль.Наслідок 2 із закону Авогадро Відношення мас однакових обсягів двох газів є постійна величина для даних газів. Ця величина називаєтьсявідносною щільністю

(D)

де \(m_1\) та \(m_2\) - молярні маси двох газоподібних речовин.

Величина (D) визначається експериментально як відношення мас однакових обсягів досліджуваного газу (m_1) і еталонного газу з відомою молекулярною масою (М2). За величинами \(D \) і \(m_2 \) можна знайти молярну масу досліджуваного газу: \(m_1 = D \cdot m_2 \)

Таким чином, за нормальних умов (н.у.) молярний об'єм будь-якого газу \(V_(\mu) = 22,4 \) л/моль.

Відносну щільність найчастіше обчислюють по відношенню до повітря або водню, використовуючи, що молярні маси водню та повітря відомі та рівні, відповідно:

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

\[ (\mu )_(vozd)=29\cdot (10)^(-3)\frac(кг)(моль) \] Дуже часто при вирішенні завдань використовується те, що за нормальних умов (н.у.) (тиску в одну атмосферу або, що те саме\(p=(10)^5Па=760\ мм\ рт.ст, \ t=0^o C \)

) молярний об'єм будь-якого ідеального газу:

Концентрацію молекул ідеального газу за нормальних умов:

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

називають числом Лошмідта.

У вашому браузері вимкнено Javascript.
Щоб розрахувати, необхідно дозволити елементи ActiveX!

Обчислити об'єм, молярну масу, кількість газоподібної речовини та відносну густину газу допомагає закон Авогадро в хімії. Гіпотеза була сформульована Амедео Авогадро у 1811 році, а пізніше була підтверджена експериментально.

Закон

Першим досліджував реакції газів Жозеф Гей-Люссак у 1808 році. Він сформулював закони теплового розширення газів та об'ємних відносин, отримавши з хлористого водню та аміаку (двох газів) кристалічну речовину – NH 4 Cl (хлорид амонію). З'ясувалося, що для створення необхідно взяти однакові обсяги газів. При цьому якщо один газ був надлишком, то «зайва» частина після реакції залишалася невикористаною.

Трохи пізніше Авогадро сформулював висновок у тому, що з однакових температурах і тиску рівні обсяги газів містять однакову кількість молекул. При цьому гази можуть мати різні хімічні та фізичні властивості.

Мал. 1. Амедео Авогадро.

Із закону Авогадро випливає два наслідки:

  • перше - один моль газу за рівних умов займає однаковий обсяг;
  • друге - Відношення мас однакових обсягів двох газів дорівнює відношенню їх молярних мас і виражає відносну щільність одного газу по іншому (позначається D).

Нормальними умовами (н.у.) є тиск Р=101,3 кПа (1 атм) і температура Т=273 К (0°С). За нормальних умов молярний обсяг газів (об'єм речовини для його кількості) становить 22,4 л/моль, тобто. 1 моль газу (6,02 ∙ 10 23 молекул - постійне число Авогадро) займає об'єм 22,4 л. Молярний обсяг (V m) – постійна величина.

Мал. 2. Нормальні умови.

Вирішення задач

Головне значення закону – можливість проводити хімічні розрахунки. На основі першого слідства закону можна обчислити кількість газоподібної речовини через обсяг за такою формулою:

де V - об'єм газу, V m - молярний об'єм, n - кількість речовини, що вимірюється в молях.

Другий висновок із закону Авогадро стосується розрахунку відносної густини газу (ρ). Щільність обчислюється за формулою m/V. Якщо розглядати 1 моль газу, то формула щільності буде виглядати так:

ρ (газу) = M/V m ,

де M – маса одного моля, тобто. молярна маса.

Для розрахунку щільності одного газу іншим газом необхідно знати щільності газів. Загальна формула відносної густини газу виглядає наступним чином:

D(y) x = ρ(x) / ρ(y),

де ρ(x) – щільність одного газу, ρ(y) – другого газу.

Якщо підставити у формулу підрахунок щільності, то вийде:

D(y) x = M(х)/Vm/M(y)/Vm.

Молярний обсяг скорочується та залишається

D(y) x = M(х)/M(y).

Розглянемо практичне застосування закону на прикладі двох завдань:

  • Скільки літрів СО 2 вийде з 6 моль MgCO 3 при реакції розкладання MgCO 3 на оксид магнію та вуглекислий газ (н.у.)?
  • Чому дорівнює відносна щільність CO 2 воднем і повітрям?

Спочатку вирішимо перше завдання.

n(MgCO 3) = 6 моль

MgCO 3 = MgO+CO 2

Кількість карбонату магнію та вуглекислого газу однакова (по одній молекулі), тому n(CO 2) = n(MgCO 3) = 6 моль. З формули n = V/V m можна обчислити об'єм:

V = nV m, тобто. V(CO 2 ) = n(CO 2 ) ∙ V m = 6 моль ∙ 22,4 л/моль = 134,4 л

Відповідь: V(СО 2) = 134,4 л

Розв'язання другого завдання:

  • D (H2) CO2 = M(CO2) / M(H2) = 44 г/моль / 2 г/моль = 22;
  • D (пов.) CO 2 = M(CO 2) / M (пов.) = 44 г/моль / 29 г/моль = 1,52.

Мал. 3. Формули кількості речовини за обсягом та відносною щільністю.

Формули закону Авогадро працюють лише для газоподібних речовин. Вони не застосовні до рідин та твердих речовин.

Що ми дізналися?

Відповідно до формулювання закону рівні обсяги газів за однакових умов містять однакову кількість молекул. За нормальних умов (н.у.) величина молярного обсягу стала, тобто. V m для газів завжди дорівнює 22,4 л/моль. З закону випливає, що однакова кількість молекул різних газів за нормальних умов займають однаковий обсяг, а також відносна щільність одного газу по іншому - відношення молярної маси одного газу до молярної маси другого газу.

Тест на тему

Оцінка доповіді

Середня оцінка: 4 . Усього отримано оцінок: 62.