AVOGADROLUKU, NA = (6,022045±0,000031) 1023, molekyylien lukumäärä minkä tahansa aineen moolissa tai atomien lukumäärä yksinkertaisen aineen moolissa. Avogadro itse ei tehnyt arvioita molekyylien määrästä tietyssä tilavuudessa, mutta hän ymmärsi, että tämä oli erittäin suuri määrä. 18 g H2O on sama määrä H2O-molekyylejä (Mr = 18) jne. Siitä lähtien on kehitetty suuri joukko riippumattomia menetelmiä Avogadro-luvun määrittämiseksi. Yksi mooli ainetta sisältää Avogadron vakion verran molekyylejä tai atomeja.

Tällä hetkellä (2016) Avogadro-luku on edelleen mitattavissa oleva (määritelmän sijaan hyväksytty) suure. Tällaisten käytännössä ihanteellisten esineiden avulla on mahdollista laskea suurella tarkkuudella pallossa olevien piiatomien lukumäärä ja siten määrittää Avogadro-luku. Tämän hypoteesin osoitettiin myöhemmin olevan kineettisen teorian välttämätön seuraus, ja se tunnetaan nykyään Avogadron lakina.

Laskelmat Avogadro-luvun avulla.

Suspensiokolonnin eri korkeuksilla olevien hiukkasten lukumäärän laskeminen antoi Avogadro-luvun 6,82x1023. Avogadro-luvun avulla saatiin monien aineiden tarkat atomien ja molekyylien massat: natrium, 3,819×10–23 g (22,9898 g/6,02×1023), hiilitetrakloridi, 25,54×10–23 g jne. Avogadro) - rakenneelementtien (atomien, molekyylien, ionien tai muiden hiukkasten) lukumäärä 1 moolissa. Nimi A. Avogadron kunniaksi nimetty. A. p. on yksi perusta.

Avogadro-vakio on yksi fysikaalisista perusvakioista. Nimetty A. Avogadron mukaan. Avogadron aikana hänen hypoteesiaan ei voitu todistaa teoreettisesti. Siten niistä seurasi, että yhtä suuret tilavuudet vetyä ja klooria antavat kaksinkertaisen tilavuuden kloorivetyä. Avogadro kaikilla kokeellisilla tiedoilla. Molekyylien lukumäärää yhdessä moolissa alettiin kutsua Avogadro-vakioksi (se on yleensä merkitty NA:ksi). Tämä myyrän määritelmä säilyi lähes vuosisadan.

Jo Cannizzaron aikana oli selvää, että koska atomit ja molekyylit ovat hyvin pieniä eikä kukaan ole vielä nähnyt niitä, Avogadron vakion täytyy olla hyvin suuri. Ensinnäkin heille oli selvää, että molemmat suureet liittyvät toisiinsa: mitä pienempiä atomit ja molekyylit ovat, sitä suurempi Avogadro-luku on. Avogadro-vakio on määritetty monilla menetelmillä. Avogadro-vakio voidaan määrittää mittaamalla suoran auringonvalon voimakkuuksien suhde sinisen taivaan hajottamaan valoon.

Avogadro-vakio on niin suuri, että sitä on vaikea kuvitella. N on molekyylien lukumäärä tietyssä näytteessä. Toisin sanoen yksi mooli ainetta sisältyy sen massaan, ilmaistuna grammoina ja yhtä suuri kuin tämän aineen suhteellinen molekyylimassa (tai atomimassa).

Laske veden moolimassa (H2O). Sen 0,018 kg sisältää 1 mol vettä, joten MH2O = 0,018 kg / mol. Avogadro-luvun tunteminen mahdollistaa myös molekyylien koon tai tilavuuden V0 molekyylin arvioinnin.

Lisämateriaalia aiheesta: Molekyylifysiikka. Koi. Avogadro vakio. Aineen määrä.

Ensimmäisen yrityksen löytää tietyn tilavuuden sisältävien molekyylien lukumäärä teki vuonna 1865 Y. Loschmidt. Loschmidtin laskelmista seurasi, että ilmalla molekyylien määrä tilavuusyksikköä kohti on 1,81 1018 cm-3, mikä on noin 15 kertaa pienempi kuin todellinen arvo. Itse asiassa 1 cm³ ihanteellista kaasua normaaleissa olosuhteissa sisältää 2,68675 1019 molekyyliä.

Kvantitatiiviset laskelmat kemiassa

Saatujen arvojen erinomainen yhteensopivuus on vakuuttava todiste molekyylien todellisesta määrästä. Yksi perusvakioista, jota voidaan käyttää määrittämään esimerkiksi atomin tai molekyylin massa (katso alla), elektronin varaus jne.

Fysiikan laskimet

Faraday-luku voidaan määrittää mittaamalla sähkön määrä, joka tarvitaan liuottamaan tai saostamaan 1 mooli hopeaa. Voidaan myös osoittaa, että 1 g natriumia pitäisi sisältää noin 3 × 1022 atomia tätä alkuainetta. Boltzmannin vakio, Faradayn vakio jne.). Yksi parhaista kokeiluista.

Määritelmä perustuu elektronin varauksen mittaukseen.

Yleensä olen täysin hämmentynyt =) jos joku voi selittää tämän minulle, olen erittäin kiitollinen! Pienimmät hiukkaset - molekyylit, atomit, ionit, elektronit - osallistuvat kemiallisiin prosesseihin. Aineen moolimassa (M) on aineen yhden moolin massa.

Perrinin kokeet.

Se tulee joihinkin muihin vakioihin, esimerkiksi Boltzmannin vakioon. Suhteellisen molekyylipainon arvot lasketaan suhteellisen atomimassan arvoista ottaen huomioon kunkin elementin atomien lukumäärä monimutkaisen aineen kaavayksikössä. Atomit ja molekyylit ovat erittäin pieniä hiukkasia, joten kemiallisiin reaktioihin otetuille aineosille on ominaista fysikaaliset suuret, jotka vastaavat suurta määrää hiukkasia.

Aineen määrä on fysikaalinen määrä, joka on suoraan verrannollinen hiukkasten lukumäärään, jotka muodostavat tietyn aineen ja sisältyvät tämän aineen tiettyyn osaan. Kemiallisissa laskelmissa kaasumaisten lähtöaineiden ja tuotteiden massa korvataan usein niiden tilavuudella. Tämä fysikaalinen vakio on kaasun moolitilavuus normaaleissa olosuhteissa.

Se oli Avogadron laki, joka auttoi tutkijoita määrittämään oikein monien molekyylien kaavat ja laskemaan eri alkuaineiden atomimassat.

Esimerkiksi Avogadro-vakion määrittämiseen tunnetaan yli 20 itsenäistä menetelmää. perustuu elektronin varauksen tai elektrolyyttiin tarvittavan sähkön määrän mittaukseen. Ja kun Napoleonin joukot miehittivät Pohjois-Italian, Avogadrosta tuli uuden Ranskan maakunnan sihteeri. Itse asiassa, jos 1 litra vetyä sisältää saman määrän molekyylejä kuin 1 litra happea, niin näiden kaasujen tiheyksien suhde on yhtä suuri kuin molekyylien massojen suhde.

Tätä varten tarvittiin vain analysoida muiden vastaavien kokeiden tulokset. Tämä johtuu osittain siitä, että kemiallisten reaktioiden kaavoista ja yhtälöistä ei tuolloin ollut yksinkertaista ja selkeää kirjaa. Tämän teorian näkökulmasta oli mahdotonta kuvitella happimolekyyliä, joka koostuisi kahdesta yhtä varautuneesta atomista!

Avogadro korosti, että kaasujen molekyylien ei tarvitse koostua yksittäisistä atomeista, vaan ne voivat sisältää useita atomeja - samanlaisia ​​tai erilaisia.

Nykyaikaisen atomiteorian kulmakivi, kirjoitti Cannizzaro, on Avogadron teoria... Kukapa ei näkisi tässä pitkässä ja tiedostamattomassa tieteen kiertokulussa tavoitteen ympärillä ja suuntaan, joka on asetettu ratkaisevaksi todisteeksi Avogadron ja Ampèren teorian puolesta ?

Mitä enemmän atomeja tai molekyylejä makroskooppisessa kappaleessa on, sitä enemmän ainetta tässä kappaleessa on. Molekyylien määrä makroskooppisissa kappaleissa on valtava. Tätä arvoa kutsuttiin Loschmidt-luvuksi (tai vakioksi). Sama määrä eri kaasuja samoissa olosuhteissa sisältää saman määrän molekyylejä.

21. tammikuuta 2017

Kun tiedät aineen määrän mooliina ja Avogadro-luvun, on erittäin helppo laskea, kuinka monta molekyyliä tämä aine sisältää. Yksinkertaisesti kerrotaan Avogadron luku aineen määrällä.

N=NA*ν

Ja jos tulit klinikalle ottamaan kokeita, vaikkapa veren sokeria varten, tietäen Avogadron numeron, voit helposti laskea veren sokerimolekyylien määrän. No, esimerkiksi analyysi osoitti 5 mol. Kerromme tämän tuloksen Avogadron luvulla ja saamme 3,010,000,000,000,000,000,000,000 kappaletta. Tätä lukua tarkasteltaessa käy selväksi, miksi he kieltäytyivät mittaamasta molekyylejä paloina ja alkoivat mitata niitä mooliina.

Moolimassa (M).

Jos aineen määrää ei tiedetä, se voidaan selvittää jakamalla aineen massa sen moolimassalla.

N=NA*m/M.

Ainoa kysymys, joka voi nousta tässä, on: "mikä on moolimassa?" Ei, tämä ei ole maalarin massa, miltä se saattaa vaikuttaa!!! Moolimassa on aineen yhden moolin massa. Täällä kaikki on yksinkertaista, jos yksi mooli sisältää N A-hiukkasia (eli yhtä suuri kuin Avogadron numero), sitten kertomalla yhden tällaisen hiukkasen massa m0 Avogadron luvulla saamme moolimassan.

M=m0*NA.

Moolimassa on aineen yhden moolin massa.

Ja on hyvä, jos hänet tunnetaan, mutta jos ei? Meidän on laskettava yhden molekyylin massa m 0 . Mutta sekään ei ole ongelma. Sinun tarvitsee vain tietää sen kemiallinen kaava ja pitää jaksollinen järjestelmä käsillä.

Suhteellinen molekyylipaino (Mr).

Jos aineen molekyylien lukumäärä on erittäin suuri arvo, niin yhden molekyylin massa m0 on päinvastoin hyvin pieni arvo. Siksi otimme käyttöön laskelmien mukavuuden vuoksi suhteellinen molekyylipaino (Mr). Tämä on aineen yhden molekyylin tai atomin massan suhde 1/12 hiiliatomin massasta. Mutta älä anna sen pelotella sinua, atomeille se ilmoitetaan jaksollisessa taulukossa, ja molekyyleillä se lasketaan molekyylin kaikkien atomien suhteellisten molekyylimassojen summana. Suhteellinen molekyylipaino mitataan atomimassayksiköt (a.m.u.), kiloissa mitattuna 1 amu = 1,67 10 -27 kg. Tämän tietäen voimme helposti määrittää yhden molekyylin massan kertomalla suhteellinen molekyylimassa luvulla 1,67 10 -27 .

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

Suhteellinen molekyylipaino- aineen yhden molekyylin tai atomin massan suhde 1/12 hiiliatomin massasta.

Mooli- ja molekyylipainojen välinen suhde.

Muista kaava moolimassan löytämiseksi:

M=m0*NA.

Koska m 0 \u003d M r * 1,67 10 -27, voimme ilmaista moolimassan seuraavasti:

M = M r *NA *1,67 10-27 .

Jos nyt kerromme Avogadron luvun N A luvulla 1,67 10 -27, saamme 10 -3, eli aineen moolimassan selvittämiseksi riittää vain kertoa sen molekyylipaino 10 -3:lla.

M = M r *10 -3

Mutta älä kiirehdi tekemään kaikkea tätä laskemalla molekyylien lukumäärää. Jos tiedämme aineen m massan, jakamalla sen molekyylin m 0 massalla, saamme tämän aineen molekyylien lukumäärän.

N=m/m0

Tietenkin molekyylien laskeminen on kiittämätön tehtävä, ne eivät vain ole pieniä, vaan ne myös liikkuvat jatkuvasti. Se ja katso sinä eksyt, ja sinun on laskettava uudelleen. Mutta tieteessä, kuten armeijassa, on sellainen sana "välttämätön", ja siksi jopa atomit ja molekyylit laskettiin ...

Fysikaalisten ja matemaattisten tieteiden tohtori Jevgeni Meilikhov

Johdatus (lyhennettynä) kirjaan: Meilikhov EZ Avogadron numero. Kuinka nähdä atomi. - Dolgoprudny: Kustantaja "Intellect", 2017.

Italialainen tiedemies Amedeo Avogadro, A. S. Pushkinin aikalainen, ymmärsi ensimmäisenä, että atomien (molekyylien) lukumäärä yhdessä gramma-atomissa (moolissa) on sama kaikille aineille. Tämän luvun tunteminen avaa tien atomien (molekyylien) koon arvioimiseen. Avogadron elämän aikana hänen hypoteesinsa ei saanut asianmukaista tunnustusta.

Avogadro-luvun historiaa käsittelee Moskovan fysiikan ja tekniikan instituutin professori Jevgeni Zalmanovich Meilikhov, kansallisen tutkimuskeskuksen "Kurchatov Institute" päätutkija, uusi kirja.

Jos jonkin maailmankatastrofin seurauksena kaikki kertynyt tieto tuhoutuisi ja vain yksi lause tulisi tuleville elävien olentojen sukupolville, niin mikä väite, joka koostuu pienimmästä määrästä sanoja, toisi eniten tietoa? Uskon, että tämä on atomihypoteesi: ... kaikki kappaleet koostuvat atomeista - pienistä kappaleista, jotka ovat jatkuvassa liikkeessä.
R. Feynman. Feynmanin luennot fysiikasta

Avogadron luku (Avogadron vakio, Avogadron vakio) määritellään atomien lukumääränä 12 grammassa puhdasta isotooppia hiili-12 (12 C). Se merkitään yleensä nimellä N A, harvemmin L. CODATAn (perusvakioiden työryhmä) suosittelema Avogadro-luvun arvo vuonna 2015: N A = 6.02214082(11) 10 23 mol -1. Mooli on se määrä ainetta, joka sisältää N A -rakenneelementtejä (eli niin monta alkuainetta kuin on atomeja 12 g 12 C:ssa), ja rakenneosat ovat yleensä atomeja, molekyylejä, ioneja jne. Määritelmän mukaan atomi massayksikkö (a.e. .m) on yhtä kuin 1/12 12 C-atomin massasta. Yhdellä moolilla (gramm-mol) ainetta on massa (moolimassa), joka grammoina ilmaistuna on numeerisesti yhtä suuri kuin kyseisen aineen molekyylipaino (ilmaistuna atomimassayksiköinä). Esimerkiksi: 1 mooli natriumia on massa 22,9898 g ja sisältää (noin) 6,02 10 23 atomia, 1 mooli kalsiumfluoridia CaF 2 on massa (40,08 + 2 18,998) = 78,076 g ja sisältää (noin) 02 10 23 molekyyliä.

Vuoden 2011 lopulla XXIV yleisessä paino- ja mittakonferenssissa hyväksyttiin yksimielisesti ehdotus, että mooli määritellään kansainvälisen yksikköjärjestelmän (SI) tulevassa versiossa siten, että vältetään sen liittäminen määritelmään. grammasta. Oletetaan, että vuonna 2018 myyrä määritetään suoraan Avogadro-numerolla, jolle annetaan tarkka (virheetön) arvo CODATAn suosittelemien mittaustulosten perusteella. Toistaiseksi Avogadro-lukua ei hyväksytä määritelmän mukaan, vaan mitattu arvo.

Tämä vakio on nimetty kuuluisan italialaisen kemistin Amedeo Avogadron (1776-1856) mukaan, joka, vaikka hän ei itse tiennyt tätä lukua, ymmärsi sen olevan erittäin suuri arvo. Atomiteorian kehityksen kynnyksellä Avogadro esitti hypoteesin (1811), jonka mukaan samassa lämpötilassa ja paineessa yhtä suuret määrät ihanteellisia kaasuja sisältävät saman määrän molekyylejä. Tämän hypoteesin osoitettiin myöhemmin olevan seurausta kaasujen kineettisestä teoriasta, ja se tunnetaan nykyään Avogadron lakina. Se voidaan muotoilla seuraavasti: yksi mooli mitä tahansa kaasua samassa lämpötilassa ja paineessa vie saman tilavuuden, normaaleissa olosuhteissa 22,41383 litraa (normaaliolosuhteet vastaavat painetta P 0 \u003d 1 atm ja lämpötilaa T 0 \u003d 273,15 K ). Tämä määrä tunnetaan kaasun moolitilavuutena.

Ensimmäisen yrityksen löytää tietyn tilavuuden sisältävien molekyylien lukumäärä teki vuonna 1865 J. Loschmidt. Hänen laskelmistaan ​​seurasi, että molekyylien lukumäärä ilmatilavuusyksikköä kohti on 1,8·10 18 cm -3, mikä, kuten kävi ilmi, on noin 15 kertaa pienempi kuin oikea arvo. Kahdeksan vuotta myöhemmin J. Maxwell antoi paljon läheisemmän arvion totuudesta - 1,9·10 19 cm -3. Lopuksi vuonna 1908 Perrin antaa jo hyväksyttävän arvion: N A = 6,8·10 23 mol -1 Avogadron luku, löydetty Brownin liikettä koskevista kokeista.

Sen jälkeen on kehitetty suuri joukko riippumattomia menetelmiä Avogadro-luvun määrittämiseksi, ja tarkemmat mittaukset ovat osoittaneet, että todellisuudessa on (noin) 2,69 x 10 19 molekyyliä 1 cm 3:ssä ihanteellista kaasua normaaleissa olosuhteissa. Tätä määrää kutsutaan Loschmidt-luvuksi (tai vakioksi). Se vastaa Avogadron lukua N A ≈ 6,02·10 23 .

Avogadron luku on yksi tärkeimmistä fysikaalisista vakioista, jolla oli tärkeä rooli luonnontieteiden kehityksessä. Mutta onko se "yleinen (perus)fyysinen vakio"? Itse termiä ei ole määritelty, ja se liittyy yleensä enemmän tai vähemmän yksityiskohtaiseen taulukkoon fyysisten vakioiden numeerisista arvoista, joita tulisi käyttää ongelmien ratkaisemisessa. Tässä suhteessa fysikaalisina perusvakioksina pidetään usein niitä suureita, jotka eivät ole luonnonvakioita ja ovat olemassa vain valitun yksikköjärjestelmän (kuten magneettisen ja sähköisen tyhjiovakion) tai ehdollisten kansainvälisten sopimusten (esim. esimerkiksi atomimassayksikkö). Perusvakioiden lukumäärä sisältää usein monia johdettuja suureita (esimerkiksi kaasuvakio R, klassinen elektronin säde r e = e 2 /m e c 2 jne.) tai, kuten molaarisen tilavuuden tapauksessa, jonkin fysikaalisen parametrin arvon. liittyvät tiettyihin koeolosuhteisiin, jotka valitaan vain mukavuussyistä (paine 1 atm ja lämpötila 273,15 K). Tästä näkökulmasta Avogadro-luku on todella perusvakio.

Tämä kirja on omistettu tämän luvun määrittämismenetelmien historialle ja kehitykselle. Eepos kesti noin 200 vuotta ja siihen liittyi eri vaiheissa erilaisia ​​fyysisiä malleja ja teorioita, joista monet eivät ole menettäneet merkitystään tähän päivään asti. Kirkkaimmat tieteelliset mielet olivat mukana tässä tarinassa - riittää mainita A. Avogadro, J. Loschmidt, J. Maxwell, J. Perrin, A. Einstein, M. Smoluchovsky. Listaa voisi jatkaa loputtomiin...

Kirjoittajan on myönnettävä, että kirjan idea ei kuulu hänelle, vaan Lev Fedorovich Soloveichikille, hänen luokkatoverilleen Moskovan fysiikan ja tekniikan instituutissa, miehelle, joka harjoitti soveltavaa tutkimusta ja kehitystä, mutta pysyi romanttisena. sydämeltään fyysikko. Tämä on henkilö, joka (yksi harvoista) jatkaa "julmallakin aikakaudellamme" taistellakseen todellisen "korkeamman" liikuntakasvatuksen puolesta Venäjällä, arvostaa ja parhaan kykynsä mukaan edistää fyysisten ideoiden kauneutta ja eleganssia. . Tiedetään, että juonen, jonka A. S. Pushkin esitti N. V. Gogolille, syntyi loistava komedia. Näin ei tietenkään ole tässä, mutta ehkä tästä kirjasta on myös hyötyä jollekin.

Tämä kirja ei ole "populaaritieteellinen" teos, vaikka siltä saattaa ensi silmäyksellä vaikuttaa. Se käsittelee vakavaa fysiikkaa jonkin verran historiallista taustaa vasten, käyttää vakavaa matematiikkaa ja käsittelee melko monimutkaisia ​​tieteellisiä malleja. Itse asiassa kirja koostuu kahdesta (ei aina jyrkästi rajatusta) osasta, jotka on suunniteltu eri lukijoille - jotkut saattavat pitää sen mielenkiintoisena historiallisesta ja kemiallisesta näkökulmasta, kun taas toiset voivat keskittyä ongelman fyysiseen ja matemaattiseen puoleen. Kirjoittajalla oli mielessään utelias lukija - fysiikan tai kemian tiedekunnan opiskelija, joka ei ole vieras matematiikalle ja intohimoinen tieteen historiasta. Onko sellaisia ​​opiskelijoita? Kirjoittaja ei tiedä tarkkaa vastausta tähän kysymykseen, mutta hän toivoo oman kokemuksensa perusteella sen olevan olemassa.

Tietoja Kustantajan "Intellect" kirjoista - sivustolla www.id-intellect.ru

> Avogadron numero

Ota selvää mikä on Avogadron numero rukouksissa. Tutki molekyylien ainemäärän ja Avogadron luvun, Brownin liikkeen, kaasuvakion ja Faradayn suhdetta.

Molekyylien lukumäärää moolissa kutsutaan Avogadro-luvuksi, joka on 6,02 x 10 23 mol -1.

Oppimistehtävä

• Ymmärrä Avogadron numeron ja myyrien välinen suhde.

Avainkohdat

• Avogadro ehdotti, että tasaisen paineen ja lämpötilan tapauksessa yhtä suuret kaasutilavuudet sisältävät saman määrän molekyylejä.
• Avogadro-vakio on tärkeä tekijä, koska se yhdistää muita fysikaalisia vakioita ja ominaisuuksia.
• Albert Einstein uskoi, että tämä luku voidaan johtaa Brownin liikkeen määristä. Jean Perrin mittasi sen ensimmäisen kerran vuonna 1908.

Ehdot

• Kaasuvakio on yleisvakio (R), joka johtuu ihanteellisen kaasun laista. Se erotetaan Boltzmannin vakiosta ja Avogadro-luvusta.
• Faradayn vakio on sähkövarauksen määrä elektronimoolia kohden.
• Brownin liike on elementtien satunnaista siirtymää, joka muodostuu nesteen yksittäisiin molekyyleihin kohdistuvien törmäysten seurauksena.

Jos kohtaat aineen määrän muutoksen, on helpompi käyttää muuta yksikköä kuin molekyylien lukumäärää. Mooli on kansainvälisen järjestelmän perusyksikkö ja välittää aineen, joka sisältää niin monta atomia kuin on varastoitu 12 grammaan hiili-12:ta. Tätä aineen määrää kutsutaan Avogadron numeroksi.

Hän onnistui luomaan suhteen saman tilavuuden eri kaasujen massojen välille (saman lämpötilan ja paineen olosuhteissa). Tämä edistää niiden molekyylipainojen suhdetta

Avogadro-luku ilmaisee molekyylien määrän yhdessä happigrammassa. Älä unohda, että tämä on osoitus aineen kvantitatiivisesta ominaisuudesta, ei itsenäinen mittauskoko. Vuonna 1811 Avogadro arvasi, että kaasun tilavuus voi olla verrannollinen atomien tai molekyylien lukumäärään, eikä kaasun luonne vaikuta tähän (luku on universaali).

Jean Perinne voitti Nobelin fysiikan palkinnon vuonna 1926 Avogadron vakion johtamisesta. Joten Avogadron luku on 6,02 x 10 23 mol -1.

tieteellinen merkitys

Avogadro-vakio on tärkeä linkki makro- ja mikroskooppisissa luonnonhavainnoissa. Se tavallaan rakentaa sillan muille fysikaalisille vakioille ja ominaisuuksille. Esimerkiksi määrittää suhteen kaasuvakion (R) ja Boltzmannin (k) välille:

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

Ja myös Faradayn vakion (F) ja perusvarauksen (e) välillä:

F = N Ae = 96485,3383 (83) C mol-1.

Jatkuva laskelma

Numeron määritelmä vaikuttaa atomin massan laskemiseen, joka saadaan jakamalla kaasumoolin massa Avogadron luvulla. Vuonna 1905 Albert Einstein ehdotti sen johtamista Brownin liikkeen voimakkuuksien perusteella. Tätä ideaa Jean Perrin testasi vuonna 1908.

Avogadron laki kemiassa auttaa laskemaan kaasumaisen aineen tilavuuden, moolimassan, määrän ja kaasun suhteellisen tiheyden. Amedeo Avogadro muotoili hypoteesin vuonna 1811, ja se vahvistettiin myöhemmin kokeellisesti.

Laki

Joseph Gay-Lussac oli ensimmäinen, joka tutki kaasujen reaktioita vuonna 1808. Hän muotoili kaasujen lämpölaajenemisen lait ja tilavuussuhteet saatuaan vetykloridista ja ammoniakista (kaksi kaasua) kiteisen aineen - NH 4 Cl (ammoniumkloridi). Kävi ilmi, että sen luomiseksi on otettava samat määrät kaasuja. Lisäksi, jos yksi kaasu oli ylimäärä, niin "ylimääräinen" osa reaktion jälkeen jäi käyttämättä.

Hieman myöhemmin Avogadro teki johtopäätöksen, että samoissa lämpötiloissa ja paineissa yhtä suuri määrä kaasuja sisältää saman määrän molekyylejä. Tässä tapauksessa kaasuilla voi olla erilaisia ​​kemiallisia ja fysikaalisia ominaisuuksia.

Riisi. 1. Amedeo Avogadro.

Avogadron laista seuraa kaksi seurausta:

• ensimmäinen - yksi mooli kaasua yhtäläisissä olosuhteissa vie saman tilavuuden;
• toinen - kahden kaasun yhtä suuren tilavuuden massojen suhde on yhtä suuri kuin niiden moolimassojen suhde ja ilmaisee yhden kaasun suhteellisen tiheyden toisen kaasun suhteen (merkitty D:llä).

Normaaliolosuhteet (n.s.) ovat paine P = 101,3 kPa (1 atm) ja lämpötila T = 273 K (0 °C). Normaaleissa olosuhteissa kaasujen moolitilavuus (aineen tilavuus sen määrään) on 22,4 l / mol, ts. 1 mooli kaasua (6,02 ∙ 10 23 molekyyliä - Avogadron vakioluku) vie 22,4 litran tilavuuden. Molaaritilavuus (V m) on vakioarvo.

Riisi. 2. Normaalit olosuhteet.

Ongelmanratkaisu

Lain tärkein merkitys on kyky suorittaa kemiallisia laskelmia. Lain ensimmäisen seurauksen perusteella voit laskea kaasumaisen aineen määrän tilavuuden kautta kaavalla:

missä V on kaasun tilavuus, V m on moolitilavuus, n on aineen määrä mooliina mitattuna.

Toinen johtopäätös Avogadron laista koskee kaasun suhteellisen tiheyden (ρ) laskemista. Tiheys lasketaan m/V-kaavalla. Jos tarkastelemme 1 moolia kaasua, tiheyskaava näyttää tältä:

ρ (kaasu) = M/V m,

missä M on yhden moolin massa, ts. moolimassa.

Yhden kaasun tiheyden laskemiseksi toisesta kaasusta on tarpeen tietää kaasujen tiheys. Kaasun suhteellisen tiheyden yleinen kaava on seuraava:

D(y)x = ρ(x) / ρ(y),

missä ρ(x) on yhden kaasun tiheys, ρ(y) on toisen kaasun tiheys.

Jos korvaamme tiheyslaskelman kaavalla, saamme:

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

Molaarinen tilavuus pienenee ja pysyy

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

Harkitse lain käytännön soveltamista kahden ongelman esimerkillä:

• Kuinka monta litraa CO 2:ta saadaan 6 moolista MgCO 3:a MgCO 3:n hajoamisreaktiossa magnesiumoksidiksi ja hiilidioksidiksi (n.o.)?
• Mikä on hiilidioksidin suhteellinen tiheys vedylle ja ilmalle?

Ratkaistaan ​​ensin ensimmäinen ongelma.

n(MgC03) = 6 mol

MgCO 3 \u003d MgO + CO 2

Magnesiumkarbonaatin ja hiilidioksidin määrä on sama (yksi molekyyli kumpikin), joten n (CO 2) \u003d n (MgCO 3) \u003d 6 mol. Kaavasta n \u003d V / V m voit laskea tilavuuden:

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

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

Ratkaisu toiseen ongelmaan:

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

Riisi. 3. Kaavat aineen määrän tilavuudesta ja suhteellisesta tiheydestä.

Avogadron lain kaavat toimivat vain kaasumaisille aineille. Ne eivät koske nesteitä ja kiinteitä aineita.

Mitä olemme oppineet?

Lain sanamuodon mukaan yhtä suuri määrä kaasuja samoissa olosuhteissa sisältää saman määrän molekyylejä. Normaaleissa olosuhteissa (n.c.) molaarisen tilavuuden arvo on vakio, ts. Kaasujen V m on aina 22,4 l/mol. Laista seuraa, että sama määrä eri kaasujen molekyylejä normaaleissa olosuhteissa vie saman tilavuuden, samoin kuin yhden kaasun suhteellinen tiheys toisessa - yhden kaasun moolimassan suhde toisen kaasun moolimassaan kaasua.

Aihekilpailu

Raportin arviointi

Keskiarvoluokitus: neljä . Saatujen arvioiden kokonaismäärä: 261.