Avogadro Yasası Ne Oluyor, Ölçü Birimleri, Avogadro Deneyi

Avogadro kanunu Aynı sıcaklık ve basınçtaki tüm gazların eşit bir hacminin aynı sayıda moleküle sahip olduğunu varsaymaktadır. İtalyan fizikçi Amadeo Avogadro, 1811'de iki hipotez önerdi: Birincisi, elemental gazların atomlarının, John Dalton'un dediği gibi, ayrı atomlar olarak var olmak yerine moleküllerde bir arada olduğunu söylüyor..

İkinci hipotez, sabit basınç ve sıcaklıkta eşit miktarda gazın aynı sayıda moleküle sahip olduğunu söylüyor. Avogadro'nun gaz moleküllerinin sayısıyla ilgili hipotezi, İtalyan kimyacı Stanislao Cannizaro'nun buna dayanarak mantıklı bir kimyasal sistem kurduğu 1858 yılına kadar kabul edilmedi..

Aşağıdakiler Avogadro yasalarından çıkarılabilir: belirli bir ideal gaz kütlesi için, sıcaklık ve basınç sabitse hacmi ve moleküllerin miktarı doğru orantılıdır. Bu aynı zamanda ideal olarak davranan gazların molar hacminin herkes için aynı olduğu anlamına gelir..

Örneğin, A'dan Z'ye etiketli bir dizi balon verildiğinde, 5 litrelik bir hacme şişene kadar hepsi doldurulur. Her harf farklı bir gaz türüne karşılık gelir; yani moleküllerinin kendine has özellikleri vardır. Avogadro yasası, tüm balonların aynı miktarda molekül bıraktığını doğrulamaktadır..

Şimdi balonlar 10 litreye şişirilirse, Avogadro'nun hipotezine göre başlangıçtaki gaz mol miktarının iki katı olacak.

indeks

• 1 Ne oluşur ve ölçü birimleri
  • 1.1 L · atm / K · mol cinsinden ifade edildiğinde R değerinin indirgenmesi
• 2 Avogadro yasasının olağan formu
• 3 Sonuçlar ve uygulamalar
• 4 Kökenleri
  • 4.1 Avogadro hipotezi
  • 4.2 Avogadro numarası
• 5 Avogadro deneyi
  • 5.1 Ticari kaplar ile deneme
• 6 Örnekler
  • 6.1 O2 + 2H2 => 2H2O
  • 6.2 N2 + 3H2 => 2NH3
  • 6.3 N2 + O2 => 2NO
• 7 Kaynakça

Ne oluşur ve ölçü birimleri

Avogadro yasası, ideal bir gaz kütlesi için, gazın hacminin ve mol sayısının, eğer sıcaklık ve basınç sabitse, doğru orantılı olduğunu belirtir. Matematiksel olarak aşağıdaki denklem ile ifade edilebilir:

V / n = K

V = genellikle litre cinsinden ifade edilen gaz hacmi.

n = mol cinsinden ölçülen madde miktarı.

Ayrıca, ideal gazların sözde yasası aşağıdakilere sahiptir:

PV = nRT

P = gaz basıncı genellikle atmosferlerde (atm), mm cıva cinsinden (mmHg) veya Pascal (Pa) cinsinden ifade edilir..

V = litre (L) cinsinden ifade edilen gazın hacmi.

n = mol sayısı.

T = Santigrat derece, Fahrenheit derece veya Kelvin derece cinsinden ifade edilen gazın sıcaklığı (0 ºC 273,15K'ye eşittir).

R = birkaç ünitede ifade edilebilen ideal gazların evrensel sabiti: Bunlardan bazıları: 0.08205 L · atm / K.mol (L · atm K^-1.mol^-1); 8.314 J / K. mol (J.K)^-1.mol^-1) (J, joule'dir); ve 1,987 cal / Kmol (cal.K^-1.mol^-1) (kireç kaloridir).

L cinsinden ifade edildiğinde R değerinin düşülmesi· ATM / K· Mol

Basınçlı atmosferde bir mol gazın işgal ettiği ve 273K'ya eşdeğer 0 ºC'nin hacmi 22.414 litredir..

R = PV / T

R = 1 atm x 22.414 (L / mol) / (273 ºK)

R = 0.082 L · atm / mol.

İdeal gazların denklemi (PV = nRT) şöyle yazılabilir:

V / n = RT / P

Sıcaklık ve basıncın sabit olduğu varsayılarak, R sabit olduğu için:

RT / P = K

o zaman:

V / n = K

Bu, Avogadro yasalarının bir sonucudur: sabit bir sıcaklık ve basınç için ideal bir gazın işgal ettiği hacim ile o gazın mol sayısı arasında sürekli bir ilişkinin olması.

Avogadro yasasının tipik formu

İki gazınız varsa, yukarıdaki denklem aşağıdakilere dönüşür:

V₁/ n₁= V₂/ n₂

Bu ifade ayrıca şöyle yazılmıştır:

V₁/ V₂= n₁/ n₂

Yukarıdakiler gösterilen orantılılık ilişkisini gösterir..

Avogadro, hipotezinde, aynı hacimde ve aynı sıcaklık ve basınçtaki iki ideal gazın aynı miktarda molekül içerdiğini belirtti..

Ek olarak, aynı şey gerçek gazlarla da olur; örneğin, eşit miktarda O₂ ve N₂ Aynı sıcaklık ve basınçtayken aynı sayıda molekül içerir..

Gerçek gazlar ideal davranıştan küçük sapmalar gösterir. Ancak, Avogadro yasası, yeterince düşük bir basınçta ve yüksek sıcaklıklarda gerçek gazlar için yaklaşık olarak geçerlidir..

Sonuçlar ve çıkarımlar

Avogadro yasasının en önemli sonucu, ideal gazlar için sabit R'nin tüm gazlar için aynı değerde olmasıdır..

R = PV / nT

Yani, eğer R iki gaz için sabittir:

P₁V₁/ nT₁= P₂V₂/ n₂T₂ = sabit

Ek 1 ve 2, iki farklı ideal gazı temsil eder. Sonuç, bir gazın 1 molü için ideal gazların sabitinin, gazın doğasından bağımsız olmasıdır. Daha sonra, belirli bir sıcaklık ve basınçta bu gaz miktarının kapladığı hacim her zaman aynı olacaktır..

Avogadro yasalarının uygulanmasının bir sonucu, bir gazın 1 molünün 1 atmosfer basıncında ve 0 ºC (273K) sıcaklıkta 22,414 litre hacme sahip olmasıdır..

Diğer bir belirgin sonuç şudur: eğer basınç ve sıcaklık sabitse, bir gaz miktarı arttığında, hacmi de artacaktır..

başlangıç

Avogadro, 1811'de Dalton'un atom teorisine ve Gay-Lussac'ın moleküllerin hareket vektörleri yasasına dayanan hipotezini sundu..

Gay-Lussac, 1809'da “birleştirilebilecekleri oranlar ne olursa olsun gazlar, her zaman hacim olarak ölçülen elementleri her zaman başkalarının katları olan bileşiklere yol açar” sonucuna varmıştır..

Aynı yazar “gaz kombinasyonlarının her zaman hacimdeki çok basit ilişkilere göre gerçekleştiğini” de gösterdi..

Avogadro, gaz fazı kimyasal reaksiyonlarının, hem tepkenlerin hem de ürünün moleküler türlerini içerdiğini belirtti.

Bu açıklamaya göre, tepkenlerin molekülleri ile ürünlerin molekülleri arasındaki ilişki, reaksiyondan önce bağların kopması (tek tek atomlar) muhtemel olmadığından, bir tam sayı olarak ele alınmalıdır. Bununla birlikte, molar miktarlar kesirli değerlerle ifade edilebilir.

Kombinasyon hacimleri kanunu, gaz hacimleri arasındaki sayısal ilişkinin de basit ve eksiksiz olduğunu belirtir. Bu hacimler ve gaz türlerinin molekül sayısı arasında doğrudan bir ilişki ile sonuçlanır.

Avogadro hipotezi

Avogadro, gaz moleküllerinin diyatomik olduğunu ileri sürdü. Bu, iki hacim su vermenin iki hacim moleküler hidrojenin hacimsel moleküler oksijen ile nasıl birleştiğini açıkladı..

Ek olarak, Avogadro, eşit miktarda gazın aynı sayıda parçacık içermesi durumunda, gazların yoğunluğu arasındaki ilişkinin, bu parçacıkların moleküler kütleleri arasındaki orana eşit olması gerektiğini önermiştir..

Açıkça görüldüğü üzere, d1'in d2'ye bölünmesi m1 / m2 katsayısını oluşturur, çünkü gaz kütlelerinin kapladığı hacim her iki tür için aynıdır ve iptal edilir:

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

d1 / d2 = m1 / m2

Avogadro'nun numarası

Bir köstebek 6.022 x 10 içerir²³ moleküller veya atomlar. Bu rakam Avogadro'nun numarası olarak adlandırılıyor, ancak bunu hesaplayan kişi o değildi. 1926 Nobel Ödülü'nden Jean Pierre, ilgili ölçümleri yaptı ve Avogadro'nun onuruna isim önerdi.

Avogadro deneyi

Avogadro yasasının çok basit bir gösterimi, asetik asitin bir cam şişeye yerleştirilmesi ve daha sonra sodyum bikarbonatın eklenmesi, şişenin ağzının, şişenin içine bir gazın girmesini veya çıkmasını önleyen bir balonla kapatılmasıdır..

Asetik asit, sodyum bikarbonat ile reaksiyona girerek CO salınımını sağlar.₂. Balonun içinde biriken gaz, şişmesine neden olur. Teorik olarak, balonun ulaştığı hacim, CO molekülü sayısıyla orantılıdır.₂, Avogadro kanunu tarafından önerildiği gibi.

Bununla birlikte, bu deney bir sınırlama vardır: balon elastik bir yapıdır; bu nedenle, duvarınızın CO birikmesi ile karıştığı durumlarda₂, bu gevşemeye karşı çıkan ve dünyanın sesini azaltmaya çalışan bir güç üretir..

Ticari kaplarla deneme

Avogadro kanununun bir başka örnek deneyi, soda tenekeleri ve plastik şişelerin kullanımı ile sunulmaktadır..

Soda tenekeleri durumunda, sodyum bikarbonat içine dökülür ve daha sonra bir sitrik asit çözeltisi eklenir. Bileşikler birbirleriyle reaksiyona girerek CO gazının salınmasını sağlar₂, hangi kutu içinde birikir.

Daha sonra, CO "sekestre etme" fonksiyonuna sahip konsantre bir sodyum hidroksit çözeltisi eklenir.₂. Daha sonra, yapışkan bant kullanılarak kutunun içine erişim hızlı bir şekilde kapatılır..

Belli bir süre sonra, CO varlığının azaldığını gösteren kutuların daraldığı gözlemlenir.₂. Ardından, teneke kutu hacminde CO molekülü sayısındaki azalmaya karşılık gelen bir düşüş olduğu düşünülebilir.₂, Avogadro yasalarına göre.

Şişe ile yapılan deneyde, aynı işlem soda kutusundaki gibi takip edilir ve NaOH eklendiğinde şişenin ağzı kapakla kapatılır; ayrıca, şişenin çeperinde bir daralma gözlenir. Sonuç olarak, aynı analiz soda kutusundaki gibi yapılabilir..

Örnekler

Üç alt görüntü, Avogadro yasası kavramını, gazların işgal ettiği hacmi ve reaktif molekülleri ve ürünlerinin sayısını gösterir..

Ey₂ + 2H₂ => 2H₂Ey

Hidrojen gazı hacmi iki katıdır, ancak gaz halindeki oksijen ile aynı büyüklükte bir kap kaplar.

N-₂ + 3H₂ => 2NH₃

N-₂ + Ey₂ => 2NO

referanslar

1. Bernard Fernandez, doktora. (Şubat 2009). Avogadro'nun İki Hipotezi (1811). [PDF]. Alındığı kaynak: bibnum.education.fr
2. Nuria Martínez Medine. (5 Temmuz 2012). On dokuzuncu yüzyılın büyük İtalyan bilim adamı Avogadro. Alındığı kaynak: rtve.es
3. Muñoz R. ve Bertomeu Sánchez J.R. (2003) Bilim ders kitaplarında tarihçesi: Avogadro'nun hipotezi, Fen Bilgisi öğretimi, 21 (1), 147-161.
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (1 Şubat 2018). Avogadro Yasası Nedir? Alındığı kaynak: thoughtco.com
5. Ansiklopedi Britannica Editörleri. (26 Ekim 2016). Avogadro kanunu. Ansiklopedi Britannica. Alındığı tarih: britannica.com
6. Yang, S.P. (2002). Ev ürünleri, kapları kapatmak ve Avogadro Yasasını göstermek için kullanılır. Chem, Eğitimci. Cilt: 7, sayfa: 37-39.
7. Glasstone, S. (1968). Fiziksel Kimya Antlaşması. 2^da Edic. Editoryal Aguilar.