Izpratne par Avogadro hipotēzi

Sākotnēji ķīmiķi, pat Gijs Lusaks, kurš bija pazīstams ar savu likumu par tilpuma attiecību, nevarēja izskaidrot, kāpēc reaģentu un produktu gāzes tilpums ir vienkāršs veselā skaitļa attiecība. Tas ir tāpēc, ka tajā laikā ķīmiķi elementa daļiņas uzskatīja par atomiem un subatomiskās daļiņas (elektroni, protoni, neitroni) vēl nebija zināmas. Uz šo problēmu tika atbildēts 1811. gadā, kad fiziķis no Itālijas Amadeo Avogadro izteica hipotēzi, kuru sauca par Avogadro hipotēzi.

Pamatojoties uz Avogadro hipotēzi, tiek teikts, ka elementa daļiņām nav jābūt neatkarīgiem atomiem, bet tās var būt vairāku to pašu atomu kombinācija, ko sauc par elementu molekulām.

Pamatojoties uz to, Avogadro izvirzīja hipotēzi, kurā teikts, ka "tajā pašā temperatūrā un spiedienā tāda paša tilpuma gāzes satur vienādu molekulu skaitu".

Tātad var secināt, ka gāzveida vielu tilpuma attiecība ir vienāda ar molekulu skaita attiecību reakcijā vai gāzveida vielu tilpuma attiecība ir koeficientu attiecība ekvivalentajā reakcijas vienādojumā. Piemēram, ūdens veidošanās gadījumā Gija Lusaka tilpuma attiecība ir 2: 1: 2.

(Lasiet arī: Fiksētas salīdzināšanas likums ķīmijā)

Ķīmiķi to nevarēja izskaidrot, jo, ja atomi stāvētu atsevišķi un būtu uzrakstīti, izmantojot reakcijas vienādojumu, tilpuma attiecība būtu 2: 1: 1.

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

Tas noteikti neatbilst veiktajiem eksperimentiem. Bet, izmantojot Avogadro hipotēzi, to var izskaidrot, jo ūdens veidošanās gadījumā katras ūdeņraža, skābekļa un ūdens molekulas attiecība ir tāda pati kā tilpuma attiecība, kas ir 2: 1: 2. Tad ūdens veidošanas procesu var uzrakstīt ar šādu vienādojumu:

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

Tomēr koeficients 1 parasti netiek pierakstīts, tāpēc iepriekšējo vienādojumu var uzrakstīt:

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

Avogadro likums saka, ka viens gāzes mols STP stāvoklī aizņem 22,4 litrus, savukārt vienā gāzes molā ir 6,02 x 1023 vielas pamatdaļiņas (atomi vai molekulas). Avogadro likums piemēro attiecības:

gāzes tilpums X / gāzes tilpums y = gāzes molekulu skaits X / gāzes molekulu skaits y = gāzes koeficients x / gāzes koeficients y

Piemērs:

Noteiktās temperatūrās un spiedienos H2 gāze reaģē ar N 2 gāzi, veidojot NH 3 gāzi ar tilpuma attiecību 3: 1: 2. Cik amonjaka molekulu veidojas, ja reaģē 7,525 x 1022 ūdeņraža gāzes molekulas?

Atbilde

Saskaņā ar Avogadro likumu tajā pašā temperatūrā un spiedienā tāda paša tilpuma gāzēm būs vienāds molekulu skaits.

H2 (g) + 3N2 (g) -> 2NH 3 (g)

3 L 1 L 2L

Izveidotā NH 3 daudzums = 2VNH 3 / 3VH 2 = x / 7,52 x 1022

x = 5,02 x 1022 molekulas.