Die Avogadro-Hypothese verstehen

Anfänglich konnten Chemiker, selbst Guy Lussac, der für sein Gesetz des Volumenverhältnisses bekannt war, nicht erklären, warum das Volumen des Gases von Reaktanten und Produkten ein einfaches Ganzzahlverhältnis ist. Dies liegt daran, dass Chemiker zu diesem Zeitpunkt die Teilchen eines Elements als Atome betrachteten und subatomare Teilchen (Elektronen, Protonen, Neutronen) noch nicht bekannt waren. Dieses Problem wurde 1811 beantwortet, als Amadeo Avogadro, ein Physiker aus Italien, eine Hypothese formulierte, die als Avogadro-Hypothese bezeichnet wurde.

Beyogen auf Avogadros Hypothese, Es wird angegeben, dass die Teilchen eines Elements keine unabhängigen Atome sein müssen, sondern eine Kombination mehrerer derselben Atome sein können, die als Elementarmoleküle bezeichnet werden.

Auf dieser Grundlage schlägt Avogadro eine Hypothese vor, die besagt, dass "Gase mit demselben Volumen bei gleicher Temperatur und gleichem Druck die gleiche Anzahl von Molekülen enthalten".

Daraus kann geschlossen werden, dass das Volumenverhältnis der gasförmigen Substanzen das gleiche ist wie das Verhältnis der Anzahl der Moleküle in der Reaktion oder das Volumenverhältnis der gasförmigen Substanzen das Verhältnis der Koeffizienten in der äquivalenten Reaktionsgleichung ist. Beispielsweise beträgt bei der Wasserbildung das Volumenverhältnis von Guy Lussac 2: 1: 2.

(Lesen Sie auch: Das Gesetz des festen Vergleichs in der Chemie)

Die Chemiker konnten es nicht erklären, denn wenn die Atome allein standen und unter Verwendung einer Reaktionsgleichung geschrieben wurden, würde das Volumenverhältnis 2: 1: 1 betragen.

2H_(G) + 1O_(G) -> 1H₂Ö_(G)

Dies stimmt sicherlich nicht mit den durchgeführten Experimenten überein. Mit der Hypothese von Avogadro kann dies jedoch erklärt werden, da bei der Bildung von Wasser das Verhältnis jedes Wasserstoff-, Sauerstoff- und Wassermoleküls dem Volumenverhältnis von 2: 1: 2 entspricht. Dann kann der Prozess der Wasserbildung mit der folgenden Gleichung geschrieben werden:

2H_{2 (g)} + O._{2 (g)} -> 2H₂Ö_(G)

Der Koeffizient von 1 wird jedoch normalerweise nicht aufgeschrieben, so dass die obige Gleichung geschrieben werden kann:

2H_{2 (g)} + O._{2 (g)} -> 2H₂Ö_(G)

Das Avogadro-Gesetz besagt, dass ein Mol Gas im STP-Zustand ein Volumen von 22,4 Litern einnimmt, während ein Mol Gas 6,02 x 1023 Grundpartikel (Atome oder Moleküle) einer Substanz enthält. Das Gesetz von Avogadro wendet die Beziehung an:

Gasvolumen X / Gasvolumen y = Anzahl der Gasmoleküle X / Anzahl der Gasmoleküle y = Gaskoeffizient x / Gaskoeffizient y

Beispiel:

Bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck reagiert H2-Gas mit N-Gas₂ NH-Gas bilden₃ mit einem Volumenverhältnis von 3: 1: 2. Wenn 7,525 x 1022 Wasserstoffgasmoleküle reagieren, wie viele Ammoniakmoleküle werden gebildet?

Antworten

Nach dem Gesetz von Avogadro haben Gase mit demselben Volumen bei gleicher Temperatur und gleichem Druck die gleiche Anzahl von Molekülen.

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

3 L 1 L 2L

Gesamt NH₃ gebildet = 2VNH₃/ 3VH₂ = x / 7,52 x 1022

x = 5,02 x 1022 Moleküle.