Какъв е номерът на Авогадро?

Законът на Авогадро стана истински пробив в теоретичната химия и допринесе за това, че хипотетичните предположения се превърнаха в големи открития в областта на газовата химия. Предположенията на химиците са получили убедителни доказателства под формата на математически формули и прости връзки, а резултатите от експериментите вече позволяват да се направят важни заключения. Освен това, един италиански изследовател е получил количествено описание на броя на структурните частици на химически елемент. Числото на Авогадро впоследствие се превърна в една от най-важните константи в съвременната физика и химия.

Законът на обемните отношения

Честта на откривателя на газовите реакции принадлежи на Гей-Люсак, френски учен от края на XVIII век. Този изследовател даде на света добре познат закон, който управлява всички реакции, свързани с разширяването на газовете. Gay-Lussac измерва обемите на газовете преди реакцията и обемите, които са получени в резултат на химическо взаимодействие. В резултат на експеримента ученият направи заключение, известно като закон на прости обемни отношения. Нейната същност е, че обемите на газовете преди и след са свързани един с друг като цели малки числа.

Например взаимодействието на газообразни вещества, съответстващи, например, на един обем кислород и два обема водород, води до два обема водна пара и т.н.

Законът Gay-Lussac е валиден, ако всички измервания на обемите се извършват при едно и също налягане и температура. Този закон е много важен за италианския физик Авогадро. Воден от него, той извежда своето предположение, което имаше дълбоки последици в химията и физиката на газта и изчисли числото на Авогадро.

Италиански учен

Неговата научна дейност Амедео Авогадро Започва с изучаването на електрохимичните явления. През 1803 г. той представя работата си върху теорията на електрохимичните явления, които са подходящи за Академията в Торино. По-късно неговите идеи се интересуват от Ампер, който ги е развил в пълна физическа теория, подкрепена от множество експерименти. Интересувайки се от всички последни открития във физиката и химията, Авогадро се сблъсква с проблема за съотношението между обемите на различните вещества и броя на съдържащите се в тях молекули. През 1811 г. ученият формулира предложение, което обяснява закона на Гей-Люсак и дава нов тласък на обяснението на много хора. химични реакции.

Законът на Авогадро

През 1811 г. Авогадро стигна до разбирането, че при равни обеми произволни газове при постоянни стойности на температура и налягане има същия брой молекули. Този закон, по-късно наречен в чест на италианския учен, въвежда в науката идеята за най-малките частици вещество - молекули. Химията е разделена на емпирична наука, както и на науката, която действа в количествени категории, които тя е станала. Avogadro особено подчерта, че атомите и молекулите не са еднакви и че атомите са градивни елементи за всички молекули.

Законът на италианския изследовател позволява да се стигне до извода за броя на атомите в молекулите на различни газове. Например, след сключването на закона Авогадро потвърди предположението, че молекулите на такива газове като кислород, водород, хлор и азот се състоят от два атома. Възможно е също така да се установят атомните маси и молекулните маси на елементите, състоящи се от различни атоми.

Атомни и молекулни тегла

При изчисляване на атомното тегло на елемент, първоначално масата на водорода се приема като единица за измерване като най-леката химическа субстанция. Но атомните маси на много химикали се изчисляват като съотношение на техните кислородни съединения, т.е. съотношението кислород и водород се приема като 16: 1. Тази формула беше малко неудобна за измерванията, така че масата на въглеродния изотоп, най-разпространеното вещество на Земята, беше приета като стандарт за атомната маса.

Принципът на определяне на масите на различни газообразни вещества в молекулен еквивалент се основава на закона Авогадро. През 1961 г. е приета единна референтна система на относителни атомни стойности, която се основава на конвенционална единица, равна на 1/12 част от масата на един въглероден изотоп ¹² C. Съкратеното наименование на атомната единица за маса е Amu. Съгласно тази скала атомната маса на кислорода е 15.999 amu, а тази на въглерода е 1.0079 amu. Така възниква нова дефиниция: относителната атомна маса е масата на атом от вещество, изразена в amu.

Маса на молекулата на веществото

Всяко вещество се състои от молекули. Масата на такава молекула се изразява в ae.u.m, тази стойност е равна на сумата от всички атоми, които съставляват нейния състав. Например, молекулата на водорода има маса от 2.0188 amu, т.е. 1.0079 х 2, и молекулната маса на водата може да бъде изчислена от неговата химична формула Н2О. Два водородни атома и един кислороден атом дават общо 18 , 0152 amu

Стойността на атомната маса за всяко вещество се нарича относителна молекулна маса.

Доскоро терминът "атомно тегло" беше използван вместо термина "атомна маса". В момента не се използва, но все още се намира в стари учебници и научни трудове.

Единично количество вещество

Заедно с обема и масата химията използва специална мярка за количеството вещество, наречено мол. Тази единица показва количеството вещество, което съдържа толкова молекули, атоми и други структурни частици, колкото в 12 g въглерод от изотопа ¹² C. При практическото приложение на мол от дадено вещество е необходимо да се вземе предвид кои конкретни частици от елементите се имат предвид - йони, атоми или молекули. Например, мол от Н ⁺ йони и Н2 молекули са напълно различни мерки.

Понастоящем количеството на веществото в мол от веществото се измерва с голяма точност.

Практическите изчисления показват, че броят на структурните единици на мол е 6.02 х 10 ²³ . Тази константа се нарича номер Авогадро. Наречена на името на италианския учен, тази химическа стойност показва броя на структурните единици в мол от всяко вещество, независимо от неговата вътрешна структура, състав или произход.

Моларна маса

Масата на един мол от веществото в химията се нарича "моларна маса", тази единица се изразява чрез отношение g / mol. Прилагайки моларната маса на практика, може да се види, че моларната маса на водорода е 2.02158 g / mol, кислород - 1.0079 g / mol и така нататък.

Последици от закона Авогадро

Законът на Авогадро е напълно приложим за определяне на количеството вещество при изчисляване на обема на газа. Равен брой молекули на всяко газообразно вещество при равни условия приема равен обем. От друга страна, 1 мол от всяко вещество съдържа непроменен брой молекули. Заключението предполага: при постоянна температура и налягане един мол газообразно вещество заема постоянен обем и съдържа равен брой молекули. Числото на Авогадро гласи, че обемът на 1 мол газ съдържа 6.02 х 10 ²³ молекули.

Изчислява се обемът на газа при нормални условия

Нормални условия в химията - това е атмосферното налягане от 760 mm Hg. Чл. и с температура 0 ^° С. С тези параметри е установено експериментално, че масата на един литър кислород е 1.43 kg. Следователно, обемът на един мол кислород е равен на 22,4 литра. При изчисляване на обема на всеки газ, резултатите показаха същата стойност. Така константата на Авогадро направи още едно заключение по отношение на обемите на различните газообразни вещества: при нормални условия, един мол всеки газов елемент отнема 22,4 литра. Тази постоянна стойност се нарича моларен обем газ.