Закон Авогадро

Закон Авогадро

В рівних обсягах різних газів за постійних певній температурі й тиску міститься однакове число молекул.

При горінні дерева відбувається хімічна реакція: вуглець деревини сполучається з киснем повітря й утворюється діоксид вуглецю (CO2). Один атом вуглецю має ті ж самі масу, як та дванадцяти атомів водню, а через два атома кисню — як 32 атома водню. Отже, співвідношення мас вуглецю і кисню, що у реакції, завжди одно 12:32 (чи, після спрощення, 3:8). Хоч би які ми вибрали одиниця виміру, співвідношення залишиться незмінним: 12 грам вуглецю завжди реагують з 32 грамами кисню, 12 тонн вуглецю — з 32 тоннами кисню тощо. буд. У хімічних реакціях має значення відносна кількість атомів кожного елемента, що у реакції. І, спостерігаючи за палаючим вночі вогнищем, ми можемо бути твердо впевнені, що кожного атома вуглецю з деревини знайдуться два атома кисню з повітря, і співвідношення їх мас буде 12:32.

Раз це, отже, о 12-й грамах вуглецю атомів стільки ж, як у 16 грамах кисню. Хіміки називають цю кількість атомів молем. Якщо відносна атомна маса речовини дорівнює n (т. е. його атом в n раз важче атома водню), то маса одного моля цієї речовини — n грам. Міль — міра кількості речовини, така парі, дюжині чи сотні. Носков у парі завжди два, яєць за дюжину — завжди дванадцять; точно також і в молі речовини кількість атомів чи молекул одне то же.

Но чого ж вчені це? Адже атоми порахувати все-таки виявляється значно складнішим, ніж шкарпетки. Щоб це питання, звернімося дослідженням італійського хіміка Амедео Авогадро. Він мав відомо, що з протікання хімічної реакції між газами співвідношення обсягів цих газів таку ж, як і їх молекулярне співвідношення. Наприклад, якщо три молекули водню (H2) реагують з молекулою азоту (N2) із заснуванням двох молекул аміаку (NH3), то обсяг що у реакції водню втричі більше обсягу азоту. На цьому Авогадро дійшов висновку, що його молекул у двох обсягах мусить знаходитися співвідношенні 3:1, чи, інакше кажучи, що рівні обсяги газу повинні містити однакову кількість атомів чи молекул — це твердження відомо нам як закон Авогадро. Авогадро не знав, який саме кількість атомів чи молекул має бути, у одному молі речовини. Сьогодні ми знаємо: їх кількість 6×1023; ми називаємо його числом Авогадро (чи постійної Авогадро) і позначаємо символом N.

Несколько десятиліть дослідження Авогадро залишалися за рамками європейської науки того часу. Більшість істориків схильні пояснювати цей цікавий факт тим, що Авогадро працював у Туріні, далеко від наукових центрів Німеччини, Німеччині й Англії. І це дійсно, тільки коли Авогадро приїхав до Німеччину зі представив там результати своїх досліджень, вони мали заслужене признание.

Вычисление значення N виявилося складним завданням. Це вдалося зробити тільки на початку ХХ століття французькому фізику Жану Перрену (Jean Perrin) (1870−1942). Запропонував він кілька методів перебування цього числа, й вони дали і той ж результат. Найбільш відомий їх грунтується на кількісної теорії броунівського руху, розробленої Ейнштейном. Йдеться безупинному безладному русі малих частинок (наприклад, пилкових зерен) під впливом хаотичних поштовхів атомів чи молекул оточуючої їхнього середовища. Рух такого пыльцевого зерна залежить від частоти сутичок, отже, кількості атомів в матеріальної среде.

Список литературы

Для підготовки даної праці були використані матеріали із російського сайту internet.