AVOGADRO YASASI: ÖLÇÜ VE DENEY BIRIMLERI - KIMYA - 2025

Avogadro kanunu tüm gazların eşit hacimde, olduğu kabul aynı sıcaklık ve basınçta, molekülleri aynı numarası vardır. İtalyan fizikçi Amadeo Avogadro, 1811'de iki hipotez öne sürdü: İlki, John Dalton'un dediği gibi, elemental gazların atomlarının ayrı atomlar olarak var olmak yerine moleküller halinde bir arada olduğunu söylüyor.

İkinci hipotez, sabit basınç ve sıcaklıkta eşit hacimde gazların aynı sayıda moleküle sahip olduğunu söylüyor. Avogadro'nun gazlardaki molekül sayısı ile ilgili hipotezi, İtalyan kimyager Stanislao Cannizaro'nun buna dayalı mantıksal bir kimya sistemi oluşturduğu 1858'e kadar kabul edilmedi.

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

Örneğin, A'dan Z'ye kadar etiketlenmiş birkaç balon verildiğinde, hepsi 5 litrelik bir hacme şişirilene kadar doldurulur. Her harf farklı bir gaz türüne karşılık gelir; yani moleküllerinin kendine has özellikleri vardır. Avogadro yasası, tüm balonların aynı sayıda molekülü barındırdığını belirtir.

Avogadro'nun hipotezlerine göre balonlar şimdi 10 litreye şişirilmişse, başlangıçtaki gaz halindeki mol sayısının iki katına çıkmış olacak.

Nelerden oluşur ve ölçü birimleri

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

V / n = K

V = genellikle litre cinsinden ifade edilen gaz hacmi.

n = mol cinsinden ölçülen madde miktarı.

Ayrıca, sözde ideal gaz yasasından aşağıdakilere sahibiz:

PV = nRT

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

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

n = mol sayısı.

T = Santigrat derece, Fahrenhayt derece veya Kelvin derece olarak ifade edilen gazın sıcaklığı (0 ° C, 273,15 K'ye eşittir).

R = aşağıdakilerin öne çıktığı çeşitli birimlerle ifade edilebilen ideal gazların evrensel sabiti: 0.08205 L · atm / K.mol (L · atm K ^-1 .mol ^-1 ); 8.314 J / K. mol (JK- ¹ mol- ¹ ) (J joule'dir ); ve 1.987 cal / Kmol (cal.K ^-1 .mol ^-1 ) (kalori kaloridir).

L cinsinden ifade edildiğinde R değerinin düşülmesi

Basınçlı atmosferde bir mol gazın kapladığı hacim 0 ºC, 273K'ya eşdeğer 22.414 litredir.

R = PV / T

R = 1 atm x 22,414 (L / mol) / (273 ºK)

R = 0,082 L atm / mol.K

İdeal gaz denklemi (PV = nRT) şu şekilde yazılabilir:

V / n = RT / P

Sıcaklık ve basıncın sabit olduğu varsayılırsa, çünkü R sabittir, o zaman:

RT / P = K

Sonra:

V / n = K

Bu, Avogadro yasasının bir sonucudur: ideal bir gazın kapladığı hacim ile bu gazın mol sayısı arasında sabit bir sıcaklık ve basınç için sabit bir ilişkinin varlığı.

Avogadro yasasının olağan biçimi

İki gazınız varsa, önceki denklem şu olur:

V ₁ / n ₁ = V ₂ / n ₂

Bu ifade aynı zamanda şu şekilde yazılır:

V ₁ / V ₂ = n ₁ / n ₂

Yukarıda belirtilen orantılılık ilişkisini göstermektedir.

Avogadro, hipotezinde, aynı hacimde, aynı sıcaklık ve basınçtaki iki ideal gazın aynı sayıda molekülü içerdiğine dikkat çekti.

Uzantı olarak, aynısı gerçek gazlar için de geçerlidir; Örneğin, O, eşit hacimde ₂ ve N ₂ aynı sıcaklık ve basınçta olduğu zaman molekülleri aynı sayı içerir.

Gerçek gazlar ideal davranıştan küçük sapmalar gösterir. Bununla birlikte, Avogadro yasası, yeterince düşük 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 değere sahip olmasıdır.

R = PV / nT

Yani iki gaz için R sabitse:

P ₁ V ₁ / nT ₁ = P ₂ V ₂ / n ₂ T ₂ = sabit

Son ekler 1 ve 2, iki farklı ideal gazı temsil eder. Sonuç olarak, 1 mol gaz için ideal gaz sabiti, gazın doğasından bağımsızdır. O zaman bu miktarda gazın belirli bir sıcaklık ve basınçta kapladığı hacim her zaman aynı olacaktır.

Avogadro yasasının uygulanmasının bir sonucu, 1 mol gazın 1 atmosfer basınçta ve 0 ºC (273K) sıcaklıkta 22.414 litre hacmi kapladığı bulgusudur.

Bir diğer belirgin sonuç şudur: eğer basınç ve sıcaklık sabitse, bir gazın miktarı arttığında hacmi de artacaktır.

kökenleri

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

Gay-Lussac 1809'da "gazların, hangi oranlarda birleştirilebilsinler, her zaman hacim olarak ölçülen elementleri her zaman diğerinin katları olan bileşikleri ortaya çıkarır" sonucuna vardı.

Aynı yazar, "gaz kombinasyonlarının her zaman hacimdeki çok basit ilişkilere göre gerçekleştiğini" de gösterdi.

Avogadro, gaz fazındaki kimyasal reaksiyonların hem reaktanların hem de ürünün moleküler türlerini içerdiğini belirtti.

Bu ifadeye göre, tepkimeden önce bağ kırılması (tek tek atomlar) olası olmadığından, tepken ve ürün molekülleri arasındaki ilişki bir tam sayı olmalıdır. Bununla birlikte, molar miktarlar, kesirli değerler olarak ifade edilebilir.

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

Avogadro hipotezi

Avogadro, gaz moleküllerinin diatomik olduğunu öne sürdü. Bu, iki hacim moleküler hidrojenin bir hacim moleküler oksijen ile birleşerek iki hacim su verdiğini açıkladı.

Dahası, Avogadro, eşit hacimde gazlar eşit sayıda parçacık içeriyorsa, gazların yoğunluklarının oranının bu parçacıkların moleküler kütlelerinin oranına eşit olması gerektiğini öne sürdü.

Açıktır ki, d1'i d2'ye bölmek, m1 / m2 oranına yol açar, çünkü gaz kütlelerinin kapladığı hacim her iki tür için de aynıdır ve iptal eder:

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

d1 / d2 = m1 / m2

Avogadro'nun numarası

Bir mol 6.022 x 10 ²³ molekül veya atom içerir. Bu rakama Avogadro'nun numarası denir, ancak bunu hesaplayan o olmasa da. 1926 Nobel Ödülü sahibi Jean Pierre, ilgili ölçümleri yaptı ve Avogadro onuruna adını önerdi.

Avogadro'nun deneyi

Avogadro yasasının çok basit bir gösterimi, bir cam şişeye asetik asit koymak ve ardından sodyum bikarbonat eklemek, şişenin ağzını şişenin içinden bir gazın girişini veya çıkışını engelleyen bir balonla kapatmaktan oluşur. .

Sodyum bikarbonat ile asetik asit reaksiyona girer, ve böylece CO serbest ₂ . Gaz balonun içinde birikerek şişmesine neden olur. Teorik olarak, balon ulaştığı hacim CO sayısı ile orantılıdır ₂ moleküller olarak Avogadro hakları ile belirtildiği gibi,.

Ancak, bu deneyin bir sınırlaması vardır: balon elastik bir cisimdir; bu nedenle, CO ₂ birikimi nedeniyle duvarı gerildikçe , içinde gerilmesine karşı çıkan ve balonun hacmini azaltmaya çalışan bir kuvvet üretilir.

Ticari konteynerlerle denemeler yapın

Avogadro yasasının bir başka açıklayıcı deneyi, soda kutuları ve plastik şişelerin kullanımıyla sunulmaktadır.

Soda kutuları durumunda, içine sodyum bikarbonat dökülür ve ardından bir sitrik asit çözeltisi eklenir. Bileşimlerin birbiriyle CO bırakılmasını sağlama ile reaksiyona ₂ gaz kutunun içinde birikir.

Daha sonra, konsantre edilmiş sodyum hidroksit çözeltisi "sekestrasyon" CO işlevine sahip olan, ilave edilir ₂ . Kutunun iç kısmına erişim daha sonra maskeleme bandı kullanılarak hızla kapatılır.

Belirli bir süre sonra teneke kutunun büzüşerek CO ₂ varlığının azaldığını gösterir . Daha sonra, kutu hacminde bir azalma olduğu düşünülebilir ki CO sayısında bir azalmaya karşılık gelir ₂ molekül Avogadro kanununa göre,.

Şişe ile yapılan deneyde, soda kutusu ile aynı prosedür izlenir ve NaOH ilave edildiğinde, şişenin ağzı kapakla kapatılır; benzer şekilde, şişenin çeperinde bir daralma gözlenir. Sonuç olarak, soda durumunda olduğu gibi aynı analiz gerçekleştirilebilir.

Örnekler

Aşağıdaki üç resim, gazların kapladığı hacim ile reaktanların ve ürünlerin moleküllerinin sayısını ilişkilendiren Avogadro yasası kavramını göstermektedir.

VEYA

Hidrojen gazının hacmi iki katına çıkar, ancak gaz halindeki oksijenle aynı büyüklükte bir kap kaplar.

N-

N-

Referanslar

1. Bernard Fernandez, PhD. (Şubat 2009). Avogadro'nun İki Hipotezi (1811). . Alınan: bibnum.education.fr
2. Nuria Martínez Medina. (5 Temmuz 2012). 19. yüzyılın büyük İtalyan bilim adamı Avogadro. Alındığı kaynak: rtve.es
3. Muñoz R. ve Bertomeu Sánchez JR (2003) Ders kitaplarında bilim tarihi: Avogadro'nun hipotezi, Enseñanza de las Ciencias, 21 (1), 147-161.
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (1 Şubat 2018). Avogadro Yasası Nedir? Alındığı: thinkco.com
5. Encyclopaedia Britannica'nın Editörleri. (2016, 26 Ekim). Avogadro yasası. Encyclopædia Britannica. Alınan: britannica.com
6. Yang, SP (2002). Ev ürünleri, kapları kapatır ve Avogadro Yasasını gösterirdi. Kimya Eğitmeni. Cilt: 7, sayfalar: 37-39.
7. Glasstone, S. (1968). Fiziksel Kimya Üzerine İnceleme. 2 Exp ^verir . Editoryal Aguilar.