AVOGADRO-ZAHL, NA = (6,022045±0,000031) 1023, die Anzahl der Moleküle in einem Mol einer beliebigen Substanz oder die Anzahl der Atome in einem Mol einer einfachen Substanz. Avogadro selbst hat die Anzahl der Moleküle in einem bestimmten Volumen nicht geschätzt, aber er verstand, dass dies eine sehr große Menge war. 18 g H2O sind die gleiche Anzahl von H2O-Molekülen (Mr = 18) usw. Seitdem wurde eine Vielzahl unabhängiger Methoden zur Bestimmung der Avogadro-Zahl entwickelt. Ein Mol einer Substanz enthält die Anzahl von Molekülen oder Atomen gleich der Avogadro-Konstante.

Derzeit (2016) ist die Avogadro-Zahl noch eine messbare (und nicht per Definition akzeptierte) Größe. Mit solchen praktisch idealen Objekten ist es möglich, die Anzahl der Siliziumatome in der Kugel mit hoher Genauigkeit zu zählen und daraus die Avogadro-Zahl zu bestimmen. Diese Hypothese erwies sich später als notwendige Folge der kinetischen Theorie und ist heute als Avogadro-Gesetz bekannt.

Berechnungen mit der Avogadro-Zahl.

Das Zählen der Anzahl der Partikel in verschiedenen Höhen in der Suspensionssäule ergab die Avogadro-Zahl 6,82 x 1023. Mit Hilfe der Avogadro-Zahl wurden die genauen Massen von Atomen und Molekülen vieler Substanzen erhalten: Natrium, 3,819 × 10–23 g (22,9898 g/6,02 × 1023), Tetrachlorkohlenstoff, 25,54 × 10–23 g usw. Avogadro) - die Anzahl der Strukturelemente (Atome, Moleküle, Ionen oder andere Partikel) in 1 Mol. Name zu Ehren von A. Avogadro, designiert. A. p. ist eine der Stiftungen.

Die Avogadro-Konstante ist eine der fundamentalen physikalischen Konstanten. Benannt nach A. Avogadro. Zu Avogadros Zeit konnte seine Hypothese theoretisch nicht bewiesen werden. Daraus folgte, dass gleiche Volumina von Wasserstoff und Chlor das doppelte Volumen von Chlorwasserstoff ergeben. Avogadro mit allen Versuchsdaten. Die Anzahl der Moleküle in einem Mol wurde als Avogadro-Konstante bezeichnet (sie wird normalerweise als NA bezeichnet). Diese Definition eines Maulwurfs blieb fast ein Jahrhundert lang bestehen.

Schon zur Zeit von Cannizzaro war klar, dass die Avogadro-Konstante sehr groß sein muss, da Atome und Moleküle sehr klein sind und noch niemand sie gesehen hat. Zunächst war ihnen klar, dass beide Größen miteinander zusammenhängen: Je kleiner die Atome und Moleküle sind, desto größer wird die Avogadro-Zahl. Die Avogadro-Konstante wurde durch viele Methoden bestimmt. Durch Messung des Verhältnisses der Intensitäten des direkten Sonnenlichts zu den vom blauen Himmel gestreuten Intensitäten kann man die Avogadro-Konstante bestimmen.

Die Avogadro-Konstante ist so groß, dass sie schwer vorstellbar ist. N ist die Anzahl der Moleküle in einer gegebenen Probe. Mit anderen Worten, ein Mol einer Substanz ist in ihrer Masse enthalten, ausgedrückt in Gramm und gleich der relativen molekularen (oder atomaren) Masse dieser Substanz.

Finde die Molmasse von Wasser (H2O). In 0,018 kg ist 1 Mol Wasser enthalten, daher ist MH2O = 0,018 kg / Mol. Die Kenntnis der Avogadro-Zahl ermöglicht es auch, die Größe von Molekülen oder das Volumen V0 pro Molekül abzuschätzen.

Weitere Materialien zum Thema: Molekulare Physik. Motte. Avogadro-Konstante. Die Substanzmenge.

Der erste Versuch, die Anzahl der Moleküle zu bestimmen, die ein bestimmtes Volumen einnehmen, wurde 1865 von Y. Losschmidt. Aus den Berechnungen von Loschmidt folgte, dass für Luft die Anzahl der Moleküle pro Volumeneinheit 1,81 · 1018 cm-3 beträgt, was etwa 15-mal weniger ist als der wahre Wert. Tatsächlich enthält 1 cm³ eines idealen Gases unter normalen Bedingungen 2,68675 1019 Moleküle.

Quantitative Berechnungen in der Chemie

Die hervorragende Übereinstimmung der erhaltenen Werte ist ein überzeugender Beweis für die tatsächliche Anzahl der Moleküle. Eine der Naturkonstanten, mit der sich Größen wie z. B. die Masse eines Atoms oder Moleküls (siehe unten), die Ladung eines Elektrons usw. bestimmen lassen.

Physik Rechner

Die Faraday-Zahl kann bestimmt werden, indem die Elektrizitätsmenge gemessen wird, die erforderlich ist, um 1 Mol Silber aufzulösen oder auszufällen. Es kann auch gezeigt werden, dass 1 g Natrium ungefähr 3 × 10 22 Atome dieses Elements enthalten sollte. Boltzmann-Konstante, Faraday-Konstante usw.). Eines der besten Experimente.

Definition basierend auf der Messung der Ladung eines Elektrons.

Im Allgemeinen bin ich völlig verwirrt =) wenn mir das jemand erklären kann, wäre ich sehr dankbar! Die kleinsten Teilchen – Moleküle, Atome, Ionen, Elektronen – sind an chemischen Prozessen beteiligt. Die Molmasse eines Stoffes (M) ist die Masse eines Mols dieses Stoffes.

Perrins Experimente.

Sie geht in einige andere Konstanten ein, zum Beispiel in die Boltzmann-Konstante. Die Werte des relativen Molekulargewichts werden aus den Werten der relativen Atommasse unter Berücksichtigung der Anzahl der Atome jedes Elements in der Formeleinheit einer komplexen Substanz berechnet. Atome und Moleküle sind extrem kleine Teilchen, daher sind die Stoffmengen, die für chemische Reaktionen genommen werden, durch physikalische Größen gekennzeichnet, die einer großen Anzahl von Teilchen entsprechen.

Die Menge einer Substanz ist eine physikalische Größe, die direkt proportional zur Anzahl der Partikel ist, aus denen eine bestimmte Substanz besteht und die in einem bestimmten Teil dieser Substanz enthalten sind. Bei chemischen Berechnungen wird die Masse gasförmiger Edukte und Produkte oft durch ihre Volumina ersetzt. Diese physikalische Konstante ist das Molvolumen des Gases unter Normalbedingungen.

Es war das Gesetz von Avogadro, das Wissenschaftlern half, die Formeln vieler Moleküle richtig zu bestimmen und die Atommassen verschiedener Elemente zu berechnen.

Beispielsweise sind mehr als 20 unabhängige Methoden zur Bestimmung der Avogadro-Konstante bekannt. basierend auf der Messung der Ladung eines Elektrons oder der für die Elektrolyse erforderlichen Strommenge. Und als Napoleons Truppen Norditalien besetzten, wurde Avogadro Sekretär der neuen französischen Provinz. Wenn nämlich 1 Liter Wasserstoff die gleiche Anzahl von Molekülen enthält wie 1 Liter Sauerstoff, dann ist das Verhältnis der Dichten dieser Gase gleich dem Verhältnis der Massen der Moleküle.

Dazu war es lediglich erforderlich, die Ergebnisse anderer ähnlicher Experimente zu analysieren. Dies liegt zum Teil daran, dass es damals an einer einfachen und übersichtlichen Aufzeichnung der Formeln und Gleichungen chemischer Reaktionen fehlte. Aus Sicht dieser Theorie war es unmöglich, sich ein Sauerstoffmolekül vorzustellen, das aus zwei gleich geladenen Atomen besteht!

Avogadro betonte, dass die Moleküle in Gasen nicht aus einzelnen Atomen bestehen müssen, sondern mehrere Atome enthalten können – gleich oder verschieden.

Der Eckpfeiler der modernen Atomtheorie, schrieb Cannizzaro, ist die Theorie von Avogadro... Wer sieht in diesem langen und unbewussten Kreisen der Wissenschaft um und in Richtung des gesetzten Ziels nicht einen entscheidenden Beweis zugunsten der Theorie von Avogadro und Ampère ?

Je mehr Atome oder Moleküle sich in einem makroskopischen Körper befinden, desto mehr Substanz ist offensichtlich in diesem Körper enthalten. Die Zahl der Moleküle in makroskopischen Körpern ist enorm. Dieser Wert wurde Losschmidt-Zahl (oder Konstante) genannt. Gleiche Volumina unterschiedlicher Gase enthalten unter gleichen Bedingungen die gleiche Anzahl an Molekülen.

21. Januar 2017

Kennt man die Menge eines Stoffes in Mol und die Avogadro-Zahl, lässt sich sehr einfach berechnen, wie viele Moleküle in diesem Stoff enthalten sind. Multiplizieren Sie einfach die Avogadro-Zahl mit der Menge der Substanz.

N=N A *ν

Und wenn Sie in die Klinik gekommen sind, um Tests zu machen, sagen wir, Blut auf Zucker, und die Avogadro-Zahl kennen, können Sie die Anzahl der Zuckermoleküle in Ihrem Blut leicht berechnen. Nun, die Analyse zeigte zum Beispiel 5 mol. Wir multiplizieren dieses Ergebnis mit der Zahl von Avogadro und erhalten 3.010.000.000.000.000.000.000.000 Stück. Wenn man sich diese Abbildung ansieht, wird klar, warum sie sich weigerten, Moleküle in Stücken zu messen, und begannen, sie in Mol zu messen.

Molmasse (M).

Wenn die Menge eines Stoffes unbekannt ist, kann sie ermittelt werden, indem man die Masse des Stoffes durch seine Molmasse teilt.

N=N EIN * m / M .

Die einzige Frage, die sich hier stellen kann, ist: „Was ist die Molmasse?“ Nein, das ist nicht die Masse des Malers, wie es scheinen mag!!! Molmasse ist die Masse von einem Mol eines Stoffes. Hier ist alles einfach, wenn ein Mol N A -Teilchen enthält (d. h. gleich Avogadros Zahl), dann Multiplizieren der Masse eines solchen Teilchens m0 Durch die Avogadro-Zahl erhalten wir die Molmasse.

M=m 0 *N A .

Molmasse ist die Masse von einem Mol eines Stoffes.

Und es ist gut, wenn sie bekannt ist, aber wenn nicht? Wir müssen die Masse eines Moleküls m 0 berechnen. Aber auch das ist kein Problem. Sie müssen nur seine chemische Formel kennen und das Periodensystem zur Hand haben.

Relatives Molekulargewicht (Mr).

Wenn die Anzahl der Moleküle in einem Stoff ein sehr großer Wert ist, dann ist die Masse eines Moleküls m0 dagegen ein sehr kleiner Wert. Daher haben wir zur Vereinfachung der Berechnungen eingeführt relatives Molekulargewicht (Mr). Dies ist das Verhältnis der Masse eines Moleküls oder Atoms einer Substanz zu 1/12 der Masse eines Kohlenstoffatoms. Aber lassen Sie sich davon nicht abschrecken, für Atome ist es im Periodensystem angegeben, und für Moleküle wird es als Summe der relativen Molekülmassen aller Atome im Molekül berechnet. Das relative Molekulargewicht wird in gemessen atomare Masseneinheiten (a.m.u.), in Kilogramm ausgedrückt 1 amu = 1,67 10 -27 kg. Mit diesem Wissen können wir die Masse eines Moleküls leicht bestimmen, indem wir die relative Molekülmasse mit 1,67 10 -27 multiplizieren.

m 0 \u003d Herr * 1,67 * 10 -27.

Relatives Molekulargewicht- das Verhältnis der Masse eines Moleküls oder Atoms einer Substanz zu 1/12 der Masse eines Kohlenstoffatoms.

Beziehung zwischen Mol- und Molekulargewichten.

Erinnern Sie sich an die Formel zur Bestimmung der Molmasse:

M=m 0 *N A .

Als m 0 \u003d M r * 1,67 · 10 -27, Wir können die Molmasse ausdrücken als:

M=M r *N A *1,67 10 -27 .

Wenn wir nun die Avogadro-Zahl N A mit 1,67 10 -27 multiplizieren, erhalten wir 10 -3, das heißt, um die Molmasse einer Substanz herauszufinden, genügt es, ihr Molekulargewicht mit 10 -3 zu multiplizieren.

M=M r *10 -3

Aber beeilen Sie sich nicht, all dies zu tun, indem Sie die Anzahl der Moleküle berechnen. Wenn wir die Masse einer Substanz m kennen und sie durch die Masse eines Moleküls m 0 teilen, erhalten wir die Anzahl der Moleküle in dieser Substanz.

N=m / m0

Moleküle zu zählen ist natürlich eine undankbare Aufgabe, sie sind nicht nur klein, sondern auch ständig in Bewegung. Das und das Aussehen werden Sie verlieren, und Sie müssen erneut zählen. Aber in der Wissenschaft, wie in der Armee, gibt es ein solches Wort „notwendig“, und deshalb wurden sogar Atome und Moleküle gezählt ...

Doktor der physikalischen und mathematischen Wissenschaften Evgeny Meilikhov

Einführung (gekürzt) in das Buch: Meilikhov EZ Avogadros Nummer. Wie man ein Atom sieht. - Dolgoprudny: Verlag "Intellekt", 2017.

Der italienische Wissenschaftler Amedeo Avogadro, ein Zeitgenosse von A. S. Puschkin, verstand als erster, dass die Anzahl der Atome (Moleküle) in einem Grammatom (Mol) einer Substanz für alle Substanzen gleich ist. Die Kenntnis dieser Zahl eröffnet den Weg zur Abschätzung der Größe von Atomen (Molekülen). Während des Lebens von Avogadro wurde seine Hypothese nicht gebührend anerkannt.

Die Geschichte der Avogadro-Zahl ist Gegenstand eines neuen Buches von Evgeny Zalmanovich Meilikhov, Professor am Moskauer Institut für Physik und Technologie, Forschungsleiter am Nationalen Forschungszentrum "Kurchatov Institute".

Wenn infolge einer Weltkatastrophe das gesamte angesammelte Wissen zerstört würde und nur ein Satz zu den zukünftigen Generationen von Lebewesen gelangen würde, welche Aussage, die aus der geringsten Anzahl von Wörtern besteht, würde dann die meisten Informationen bringen? Ich glaube, dass dies die Atomhypothese ist: ... alle Körper bestehen aus Atomen - kleinen Körpern, die in ständiger Bewegung sind.
R. Feynman. Feynman-Vorlesungen über Physik

Die Avogadro-Zahl (Avogadro-Konstante, Avogadro-Konstante) ist definiert als die Anzahl der Atome in 12 Gramm des reinen Isotops Kohlenstoff-12 (12 C). Sie wird normalerweise als N A bezeichnet, seltener als L. Der von CODATA (Arbeitsgruppe für Fundamentalkonstanten) im Jahr 2015 empfohlene Wert der Avogadro-Zahl: N A = 6,02214082(11) 10 23 mol -1 . Ein Mol ist die Menge einer Substanz, die N A Strukturelemente enthält (d. h. so viele Elemente wie Atome in 12 g 12 C), und die Strukturelemente sind normalerweise Atome, Moleküle, Ionen usw. Per Definition das Atom Masseneinheit (a.e. .m) entspricht 1/12 der Masse eines 12 C-Atoms Ein Mol (Gramm-Mol) einer Substanz hat eine Masse (Molmasse), die, ausgedrückt in Gramm, numerisch gleich ist das Molekulargewicht dieser Substanz (ausgedrückt in atomaren Masseneinheiten). Zum Beispiel: 1 Mol Natrium hat eine Masse von 22,9898 g und enthält (ungefähr) 6,02 10 23 Atome, 1 Mol Calciumfluorid CaF 2 hat eine Masse von (40,08 + 2 18,998) = 78,076 g und enthält (ungefähr) 6 . 02 10 23 Moleküle.

Ende 2011 wurde auf der XXIV. Generalkonferenz für Maß und Gewicht einstimmig ein Vorschlag angenommen, den Maulwurf in einer künftigen Version des Internationalen Einheitensystems (SI) so zu definieren, dass seine Verknüpfung mit der Definition vermieden wird des Gramms. Es wird davon ausgegangen, dass im Jahr 2018 der Maulwurf direkt durch die Avogadro-Zahl bestimmt wird, der aufgrund der von CODATA empfohlenen Messergebnisse ein exakter (fehlerfreier) Wert zugeordnet wird. Bisher ist die Avogadro-Zahl nicht per Definition akzeptiert, sondern ein Messwert.

Diese Konstante ist nach dem berühmten italienischen Chemiker Amedeo Avogadro (1776-1856) benannt, der, obwohl er diese Zahl selbst nicht kannte, verstand, dass es sich um einen sehr großen Wert handelte. Zu Beginn der Entwicklung der Atomtheorie stellte Avogadro eine Hypothese auf (1811), wonach gleiche Volumina idealer Gase bei gleicher Temperatur und gleichem Druck die gleiche Anzahl von Molekülen enthalten. Diese Hypothese wurde später als Folge der kinetischen Gastheorie nachgewiesen und ist heute als Avogadro-Gesetz bekannt. Es kann wie folgt formuliert werden: Ein Mol eines beliebigen Gases bei gleicher Temperatur und gleichem Druck nimmt unter normalen Bedingungen das gleiche Volumen ein, das 22,41383 Litern entspricht (normale Bedingungen entsprechen dem Druck P 0 \u003d 1 atm und der Temperatur T 0 \u003d 273,15 K ). Diese Menge ist als Molvolumen des Gases bekannt.

Der erste Versuch, die Anzahl der Moleküle zu bestimmen, die ein bestimmtes Volumen einnehmen, wurde 1865 von J. Loschmidt unternommen. Aus seinen Berechnungen folgte, dass die Anzahl der Moleküle pro Luftvolumeneinheit 1,8·10 18 cm -3 beträgt, was, wie sich herausstellte, etwa 15 Mal weniger als der korrekte Wert ist. Acht Jahre später schätzte J. Maxwell die Wahrheit viel genauer ein – 1,9·10 19 cm –3 . Schließlich gibt Perrin 1908 eine bereits akzeptable Schätzung an: N A = 6,8·10 23 mol -1 Avogadro-Zahl, gefunden aus Experimenten zur Brownschen Bewegung.

Seitdem wurden eine Vielzahl unabhängiger Methoden zur Bestimmung der Avogadro-Zahl entwickelt, und genauere Messungen haben gezeigt, dass in der Realität unter normalen Bedingungen (ungefähr) 2,69 x 10 19 Moleküle in 1 cm 3 eines idealen Gases vorhanden sind. Diese Größe wird Losschmidt-Zahl (oder Konstante) genannt. Sie entspricht der Avogadro-Zahl N A ≈ 6,02·10 23 .

Die Avogadro-Zahl ist eine der wichtigen physikalischen Konstanten, die bei der Entwicklung der Naturwissenschaften eine wichtige Rolle gespielt haben. Aber ist es eine "universelle (fundamentale) physikalische Konstante"? Der Begriff selbst ist nicht definiert und wird meist mit einer mehr oder weniger detaillierten Tabelle der Zahlenwerte physikalischer Konstanten in Verbindung gebracht, die bei der Lösung von Problemen verwendet werden sollen. Als fundamentale physikalische Konstanten werden in diesem Zusammenhang oft solche Größen betrachtet, die keine Naturkonstanten sind und ihre Existenz nur dem gewählten Einheitensystem (wie z. B. die magnetischen und elektrischen Vakuumkonstanten) oder bedingten internationalen Vereinbarungen (wie z B. die atomare Masseneinheit). Die Naturkonstanten enthalten oft viele abgeleitete Größen (z. B. die Gaskonstante R, den klassischen Elektronenradius r e \u003d e 2 /m e c 2 usw.) oder, wie im Fall des Molvolumens, den Wert eines physikalischen Parameters bestimmten experimentellen Bedingungen, die nur aus Bequemlichkeitsgründen gewählt wurden (Druck 1 atm und Temperatur 273,15 K). Aus dieser Sicht ist die Avogadro-Zahl eine wirklich fundamentale Konstante.

Dieses Buch ist der Geschichte und Entwicklung von Methoden zur Bestimmung dieser Zahl gewidmet. Das Epos dauerte etwa 200 Jahre und war in verschiedenen Stadien mit einer Vielzahl physikalischer Modelle und Theorien verbunden, von denen viele bis heute ihre Relevanz nicht verloren haben. Die klügsten wissenschaftlichen Köpfe waren an dieser Geschichte beteiligt – es genügt, A. Avogadro, J. Loschmidt, J. Maxwell, J. Perrin, A. Einstein, M. Smoluchovsky zu nennen. Die Liste ließe sich beliebig fortsetzen...

Der Autor muss zugeben, dass die Idee des Buches nicht ihm gehört, sondern Lev Fedorovich Soloveichik, seinem Klassenkameraden am Moskauer Institut für Physik und Technologie, einem Mann, der sich mit angewandter Forschung und Entwicklung beschäftigte, aber ein Romantiker blieb Physiker im Herzen. Dies ist eine Person, die (einer der wenigen) „auch in unserem grausamen Zeitalter“ weiter für eine wirklich „höhere“ Sporterziehung in Russland kämpft, die Schönheit und Eleganz körperlicher Ideen schätzt und nach besten Kräften fördert . Es ist bekannt, dass aus der Handlung, die A. S. Puschkin N. V. Gogol präsentierte, eine brillante Komödie entstand. Dies ist hier natürlich nicht der Fall, aber vielleicht ist dieses Buch auch für jemanden nützlich.

Dieses Buch ist kein „populäres wissenschaftliches“ Werk, auch wenn es auf den ersten Blick so erscheinen mag. Es diskutiert ernsthafte Physik vor einem historischen Hintergrund, verwendet ernsthafte Mathematik und diskutiert ziemlich komplexe wissenschaftliche Modelle. Tatsächlich besteht das Buch aus zwei (nicht immer scharf abgegrenzten) Teilen, die für unterschiedliche Leser bestimmt sind – einige mögen es aus historischer und chemischer Sicht interessant finden, während sich andere auf die physikalische und mathematische Seite des Problems konzentrieren. Der Autor hatte einen neugierigen Leser im Sinn - einen Studenten der Fakultät für Physik oder Chemie, der Mathematik nicht fremd ist und sich leidenschaftlich für Wissenschaftsgeschichte interessiert. Gibt es solche Studenten? Der Autor kennt die genaue Antwort auf diese Frage nicht, hofft aber aufgrund seiner eigenen Erfahrung darauf.

Informationen zu den Büchern des Verlags "Intellect" - auf der Website www.id-intellect.ru

> Avogadros Nummer

Finden Sie heraus, was ist Avogadros Nummer in Gebeten. Untersuchen Sie das Verhältnis der Stoffmenge von Molekülen zur Avogadro-Zahl, Brownschen Bewegung, Gaskonstante und Faraday.

Die Anzahl der Moleküle in einem Mol wird als Avogadro-Zahl bezeichnet, die 6,02 x 10 23 mol -1 beträgt.

Lernaufgabe

• Verstehen Sie die Beziehung zwischen Avogadros Zahl und Maulwürfen.

Wichtige Punkte

• Avogadro schlug vor, dass im Fall von einheitlichem Druck und Temperatur gleiche Gasvolumina die gleiche Anzahl von Molekülen enthalten.
• Die Avogadro-Konstante ist ein wichtiger Faktor, da sie andere physikalische Konstanten und Eigenschaften verknüpft.
• Albert Einstein glaubte, dass diese Zahl aus den Größen der Brownschen Bewegung abgeleitet werden könnte. Es wurde erstmals 1908 von Jean Perrin gemessen.

Bedingungen

• Die Gaskonstante ist die universelle Konstante (R), die sich aus dem idealen Gasgesetz ergibt. Sie wird aus der Boltzmann-Konstante und der Avogadro-Zahl extrahiert.
• Die Faraday-Konstante ist die Menge an elektrischer Ladung pro Mol Elektronen.
• Die Brownsche Bewegung ist die zufällige Verschiebung von Elementen, die durch Stöße mit einzelnen Molekülen in einer Flüssigkeit entstehen.

Wenn Sie mit einer Änderung der Menge eines Stoffes konfrontiert sind, ist es einfacher, eine andere Einheit als die Anzahl der Moleküle zu verwenden. Der Maulwurf ist die Grundeinheit im internationalen System und transportiert einen Stoff, der so viele Atome enthält, wie in 12 g Kohlenstoff-12 gespeichert sind. Diese Stoffmenge wird als Avogadro-Zahl bezeichnet.

Es gelang ihm, eine Beziehung zwischen den Massen des gleichen Volumens verschiedener Gase (bei gleicher Temperatur und gleichem Druck) herzustellen. Dies trägt zur Beziehung ihrer Molekulargewichte bei

Die Avogadro-Zahl gibt die Anzahl der Moleküle in einem Gramm Sauerstoff an. Vergessen Sie nicht, dass dies ein Hinweis auf die quantitative Eigenschaft eines Stoffes ist und keine unabhängige Messgröße. Im Jahr 1811 vermutete Avogadro, dass das Volumen eines Gases proportional zur Anzahl der Atome oder Moleküle sein kann und dies nicht von der Natur des Gases beeinflusst wird (die Anzahl ist universell).

Jean Perinne erhielt 1926 den Nobelpreis für Physik für die Ableitung der Avogadro-Konstante. Die Avogadro-Zahl ist also 6,02 x 10 23 mol -1.

wissenschaftliche Bedeutung

Die Avogadro-Konstante spielt die Rolle eines wichtigen Bindegliedes bei makro- und mikroskopischen Naturbeobachtungen. Es baut gewissermaßen eine Brücke zu anderen physikalischen Konstanten und Eigenschaften. Stellt beispielsweise eine Beziehung zwischen der Gaskonstante (R) und Boltzmann (k) her:

R = kNA = 8,314472 (15) J mol -1 K -1 .

Und auch zwischen der Faraday-Konstante (F) und der Elementarladung (e):

F = N A e = 96485,3383 (83) C mol –1 .

Ständige Berechnung

Die Definition der Zahl wirkt sich auf die Berechnung der Masse eines Atoms aus, die man erhält, indem man die Masse eines Gasmols durch die Avogadro-Zahl dividiert. Im Jahr 1905 schlug Albert Einstein vor, es basierend auf den Größen der Brownschen Bewegung abzuleiten. Diese Idee testete Jean Perrin 1908.

Das Avogadrosche Gesetz in der Chemie hilft, das Volumen, die Molmasse, die Menge einer gasförmigen Substanz und die relative Dichte eines Gases zu berechnen. Die Hypothese wurde 1811 von Amedeo Avogadro formuliert und später experimentell bestätigt.

Gesetz

Joseph Gay-Lussac untersuchte 1808 als Erster die Reaktionen von Gasen. Er formulierte die Gesetze der Wärmeausdehnung von Gasen und Volumenverhältnissen, nachdem er aus Chlorwasserstoff und Ammoniak (zwei Gase) eine kristalline Substanz erhalten hatte - NH 4 Cl (Ammoniumchlorid). Es stellte sich heraus, dass es notwendig ist, die gleichen Mengen an Gasen zu nehmen, um es zu erzeugen. Wenn außerdem ein Gas im Überschuss vorhanden war, blieb der „überschüssige“ Teil nach der Reaktion ungenutzt.

Avogadro formulierte wenig später die Schlussfolgerung, dass gleiche Volumina von Gasen bei gleichen Temperaturen und Drücken die gleiche Anzahl von Molekülen enthalten. Dabei können Gase unterschiedliche chemische und physikalische Eigenschaften haben.

Reis. 1. Amedeo Avogadro.

Aus dem Gesetz von Avogadro folgen zwei Konsequenzen:

• Erste - Ein Mol Gas nimmt unter gleichen Bedingungen das gleiche Volumen ein;
• zweite - Das Verhältnis der Massen gleicher Volumina zweier Gase ist gleich dem Verhältnis ihrer Molmassen und drückt die relative Dichte eines Gases in Bezug auf ein anderes aus (mit D bezeichnet).

Normalbedingungen (n.s.) sind Druck P=101,3 kPa (1 atm) und Temperatur T=273 K (0°C). Unter normalen Bedingungen beträgt das Molvolumen von Gasen (das Volumen eines Stoffes zu seiner Menge) 22,4 l / mol, d.h. 1 Mol Gas (6,02 ∙ 10 23 Moleküle - Avogadros konstante Zahl) nimmt ein Volumen von 22,4 Litern ein. Das molare Volumen (V m) ist ein konstanter Wert.

Reis. 2. Normale Bedingungen.

Probleme lösen

Die Hauptbedeutung des Gesetzes ist die Fähigkeit, chemische Berechnungen durchzuführen. Basierend auf der ersten Konsequenz des Gesetzes können Sie die Menge an gasförmiger Materie durch das Volumen mit der Formel berechnen:

wobei V das Gasvolumen ist, V m das molare Volumen ist, n die Stoffmenge, gemessen in Mol, ist.

Die zweite Schlussfolgerung aus dem Gesetz von Avogadro betrifft die Berechnung der relativen Dichte eines Gases (ρ). Die Dichte wird mit der m/V-Formel berechnet. Wenn wir 1 Mol Gas betrachten, sieht die Dichteformel so aus:

ρ (Gas) = ​​​​M/V m ,

wobei M die Masse eines Mols ist, d.h. Molmasse.

Um die Dichte eines Gases aus einem anderen Gas zu berechnen, ist es notwendig, die Dichte der Gase zu kennen. Die allgemeine Formel für die relative Dichte eines Gases lautet wie folgt:

D(y)x = ρ(x) / ρ(y),

wobei ρ(x) die Dichte eines Gases ist, ρ(y) die Dichte des zweiten Gases ist.

Wenn wir die Dichteberechnung in die Formel einsetzen, erhalten wir:

D (y) x \u003d M (x) / V m / M (y) / V m.

Das molare Volumen nimmt ab und bleibt bestehen

D(y)x = M(x) / M(y).

Betrachten Sie die praktische Anwendung des Rechts am Beispiel von zwei Problemen:

• Wie viel Liter CO 2 werden aus 6 Mol MgCO 3 bei der Zersetzungsreaktion von MgCO 3 in Magnesiumoxid und Kohlendioxid (n.o.) gewonnen?
• Wie groß ist die relative Dichte von CO 2 für Wasserstoff und für Luft?

Lassen Sie uns zuerst das erste Problem lösen.

n(MgCO 3 ) = 6 mol

MgCO 3 \u003d MgO + CO 2

Die Menge an Magnesiumcarbonat und Kohlendioxid ist gleich (jeweils ein Molekül), daher n (CO 2) \u003d n (MgCO 3) \u003d 6 mol. Aus der Formel n \u003d V / V m können Sie das Volumen berechnen:

V = nV m , d.h. V (CO 2) \u003d n (CO 2) ∙ V m \u003d 6 mol ∙ 22,4 l / mol \u003d 134,4 l

Antwort: V (CO 2) \u003d 134,4 l

Lösung des zweiten Problems:

• D (H2) CO 2 \u003d M (CO 2) / M (H 2) \u003d 44 g / mol / 2 g / mol \u003d 22;
• D (Luft) CO 2 \u003d M (CO 2) / M (Luft) \u003d 44 g / mol / 29 g / mol \u003d 1,52.

Reis. 3. Formeln für die Volumenmenge und die relative Dichte.

Die Formeln des Avogadro-Gesetzes funktionieren nur für gasförmige Stoffe. Sie gelten nicht für Flüssigkeiten und Feststoffe.

Was haben wir gelernt?

Nach der Gesetzesformulierung enthalten gleiche Volumina von Gasen unter gleichen Bedingungen die gleiche Anzahl von Molekülen. Unter normalen Bedingungen (n.c.) ist der Wert des molaren Volumens konstant, d.h. V m für Gase ist immer 22,4 l/mol. Aus dem Gesetz folgt, dass die gleiche Anzahl von Molekülen verschiedener Gase unter normalen Bedingungen das gleiche Volumen einnehmen, sowie die relative Dichte eines Gases in einem anderen - das Verhältnis der Molmasse eines Gases zur Molmasse des zweiten Gas.

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