Розуміння гіпотези Авогадро

Спочатку хіміки, навіть Гай Люссак, який був відомий своїм законом відношення обсягу, не могли пояснити, чому об'єм газу реагентів і продуктів є простим цілим числом. Це пояснюється тим, що на той момент хіміки вважали частинки елемента атомами, а субатомні частинки (електрони, протони, нейтрони) ще не були відомі. На цю проблему було дано відповідь у 1811 р., Коли фізик з Італії Амадео Авогадро висловив гіпотезу, яка отримала назву гіпотези Авогадро.

На основі Гіпотеза Авогадро, Зазначено, що частинки елемента не повинні бути незалежними атомами, а можуть бути комбінацією декількох однакових атомів, які називаються елементарними молекулами.

На цій підставі Авогадро пропонує гіпотезу, яка стверджує, що «при однаковій температурі та тиску гази однакового об’єму містять однакову кількість молекул».

Отже можна зробити висновок, що об'ємне співвідношення газоподібних речовин є однаковим, як відношення кількості молекул у реакції, або об'ємне відношення газоподібних речовин є відношенням коефіцієнтів в еквівалентному рівнянні реакції. Наприклад, при утворенні води об'ємне співвідношення Гая Люссака становить 2: 1: 2.

(Читайте також: Закон фіксованого порівняння в хімії)

Хіміки не могли це пояснити, бо якби атоми стояли поодинці і були записані за допомогою рівняння реакції, об'ємне відношення становило б 2: 1: 1.

2Н_(g) + 1О_(g) -> 1 год₂О_(g)

Це, безумовно, не відповідає проведеним експериментам. Але, використовуючи гіпотезу Авогадро, це можна пояснити, оскільки при утворенні води співвідношення кожної молекули водню, кисню та води є таким же, як і об'ємне співвідношення, яке становить 2: 1: 2. Тоді процес формування води можна записати з наступним рівнянням:

2Н_{2 (г)} + O_{2 (г)} -> 2Н₂О_(g)

Однак коефіцієнт 1 зазвичай не записують, тому вищенаведене рівняння можна записати:

2Н_{2 (г)} + O_{2 (г)} -> 2Н₂О_(g)

Закон Авогадро говорить, що один моль газу в стані STP займає обсяг 22,4 літра, тоді як один моль газу має 6,02 х 1023 основних частинок (атомів або молекул) речовини. Закон Авогадро застосовує відносини:

об'єм газу X / об'єм газу y = кількість молекул газу X / кількість молекул газу y = коефіцієнт газу x / коефіцієнт газу y

Приклад:

При певній температурі та тиску газ Н2 реагує з газом N₂ утворюють газ NH₃ з об'ємним співвідношенням 3: 1: 2. Якщо реагує 7,525 х 1022 молекул газоподібного водню, скільки молекул аміаку утворюється?

Відповідь

Згідно із законом Авогадро, при однаковій температурі та тиску гази однакового об’єму матимуть однакову кількість молекул.

H_{2 (г)} + 3N_{2 (г)} -> 2NH_{3 (г)}

3 л 1 л 2 л

Загальний NH₃ сформований = 2VNH₃/ 3VH₂ = х / 7,52 х 1022

х = 5,02 х 1022 молекул.