Разбиране на хипотезата на Авогадро

Първоначално химиците, дори Гай Лусак, който беше известен със своя закон за съотношението на обема, не можаха да обяснят защо обемът на газа на реагентите и продуктите е просто съотношение на цялото число. Това е така, защото по това време химиците считаха частиците на даден елемент за атоми, а субатомните частици (електрони, протони, неутрони) все още не бяха известни. На този проблем се дава отговор през 1811 г., когато Амадео Авогадро, физик от Италия, изразява хипотеза, която се нарича хипотеза Авогадро.

Базиран на Хипотезата на Авогадро, Посочва се, че частиците на даден елемент не трябва да бъдат независими атоми, но могат да бъдат комбинация от няколко от същите атоми, които се наричат ​​елементарни молекули.

На тази основа Авогадро предлага хипотеза, според която „при еднаква температура и налягане газовете с еднакъв обем съдържат еднакъв брой молекули“.

Така че може да се заключи, че обемното съотношение на газообразните вещества е същото като съотношението на броя на молекулите в реакцията или обемното съотношение на газообразните вещества е съотношението на коефициентите в еквивалентното уравнение на реакцията. Например, при образуването на вода, обемното съотношение на Гай Лусак е 2: 1: 2.

(Прочетете също: Законът за фиксираното сравнение в химията)

Химиците не могат да го обяснят, защото ако атомите стоят сами и се пишат с помощта на реакционно уравнение, обемното съотношение ще бъде 2: 1: 1.

2Н_(ж) + 1O_(ж) -> 1Н₂О_(ж)

Това със сигурност не е в съответствие с проведените експерименти. Но с помощта на хипотезата на Авогадро това може да бъде обяснено, тъй като при образуването на вода съотношението на всяка молекула водород, кислород и вода е същото като обемното съотношение, което е 2: 1: 2. Тогава процесът на образуване на вода може да бъде записан със следното уравнение:

2Н_{2 (g)} + O_{2 (g)} -> 2Н₂О_(ж)

Въпреки това, коефициентът 1 обикновено не се записва, така че горното уравнение може да бъде записано:

2Н_{2 (g)} + O_{2 (g)} -> 2Н₂О_(ж)

Законът на Авогадро казва, че един мол газ в състояние STP заема обем от 22,4 литра, докато един мол газ има 6,02 х 1023 основни частици (атоми или молекули) на вещество. Законът на Авогадро прилага отношенията:

обем на газа X / обем на газа y = брой газови молекули X / брой газови молекули y = газов коефициент x / газов коефициент y

Пример:

При определена температура и налягане H2 газът реагира с N газ₂ образуват NH газ₃ с обемно съотношение 3: 1: 2. Ако има 7,525 х 1022 молекули водороден газ, които реагират, колко молекули амоняк се образуват?

Отговор

Според закона на Авогадро при една и съща температура и налягане газовете с еднакъв обем ще имат еднакъв брой молекули.

З._{2 (g)} + 3N_{2 (g)} -> 2NH_{3 (g)}

3 L 1 L 2L

Общо NH₃ образуван = 2VNH₃/ 3VH₂ = х / 7,52 х 1022

х = 5,02 х 1022 молекули.