Suprasti Avogadro hipotezę

Iš pradžių chemikai, net Guy Lussacas, kuris buvo žinomas dėl tūrio santykio dėsnio, negalėjo paaiškinti, kodėl reagentų ir produktų dujų tūris yra paprastas sveiko skaičiaus santykis. Taip yra todėl, kad tuo metu chemikai elemento daleles laikė atomais, o subatominės dalelės (elektronai, protonai, neutronai) dar nebuvo žinomos. Į šią problemą buvo atsakyta 1811 m., Kai fizikas iš Italijos Amadeo Avogadro išsakė hipotezę, kuri buvo vadinama Avogadro hipoteze.

Remiantis Avogadro hipoteze, teigiama, kad elemento dalelės neturi būti nepriklausomi atomai, bet gali būti kelių tų pačių atomų, vadinamų elementinėmis molekulėmis, derinys.

Tuo remdamasis Avogadro pateikė hipotezę, kurioje teigiama, kad „esant vienodai temperatūrai ir slėgiui, to paties tūrio dujose yra vienodas molekulių skaičius“.

Taigi galima daryti išvadą, kad dujinių medžiagų tūrio santykis yra toks pats kaip molekulių skaičiaus santykis reakcijoje arba dujinių medžiagų tūrio santykis yra koeficientų santykis ekvivalentinėje reakcijos lygtyje. Pavyzdžiui, susidarant vandeniui, Guy Lussaco tūrio santykis yra 2: 1: 2.

(Taip pat skaitykite: Fiksuoto palyginimo įstatymas chemijoje)

Chemikai negalėjo to paaiškinti, nes jei atomai stovėtų vieni ir būtų parašyti naudojant reakcijos lygtį, tūrio santykis būtų 2: 1: 1.

2H (g) + 1O (g) -> 1H 2 O (g)

Tai tikrai neatitinka atliktų eksperimentų. Tačiau naudojant Avogadro hipotezę tai galima paaiškinti, nes susidarant vandeniui kiekvienos vandenilio, deguonies ir vandens molekulės santykis yra toks pats kaip tūrio santykis, kuris yra 2: 1: 2. Tada vandens formavimo procesą galima parašyti tokia lygtimi:

2H 2 (g) + O 2 (g) -> 2H 2 O (g)

Tačiau koeficientas 1 paprastai nėra užrašomas, todėl pirmiau pateiktą lygtį galima parašyti:

2H 2 (g) + O 2 (g) -> 2H 2 O (g)

Avogadro įstatymas sako, kad vienas dujų molis STP būsenoje užima 22,4 litro tūrį, o vienas dujų molis turi 6,02 x 1023 pagrindines medžiagos daleles (atomus ar molekules). Avogadro įstatymai taiko santykius:

dujų tūris X / dujų tūris y = dujų molekulių skaičius X / dujų molekulių skaičius y = dujų koeficientas x / dujų koeficientas y

Pavyzdys:

Esant tam tikrai temperatūrai ir slėgiui, H2 dujos reaguoja su N 2 dujomis ir susidaro NH 3 dujos , kurių tūrio santykis 3: 1: 2. Jei susidaro 7,525 x 1022 vandenilio dujų molekulių, kiek susidaro amoniako molekulių?

Atsakymas

Pagal Avogadro dėsnį, esant vienodai temperatūrai ir slėgiui, to paties tūrio dujos turės tą patį molekulių skaičių.

H 2 (g) + 3N 2 (g) -> 2NH 3 (g)

3 L 1 L 2L

Iš NH suma 3 suformuota = 2VNH 3 / 3VH 2 = x / 7,52 x 1022

x = 5,02 x 1022 molekulės.