Misalkan suhu konstan (\(T=const \)), tekanan tidak berubah (\(p=const \)), volume konstan \((V=const) \) : \((N) \) - jumlah partikel (molekul) gas ideal adalah nilai konstan. Pernyataan ini disebut hukum Avogadro.

Hukum Avogadro berbunyi seperti ini:

Gas-gas yang volumenya sama (V) pada kondisi yang sama (suhu T dan tekanan P) mengandung jumlah molekul yang sama.

Hukum Avogadro ditemukan pada tahun 1811 oleh Amedeo Avogadro. Prasyaratnya adalah aturan perbandingan berganda: pada kondisi yang sama, volume gas yang bereaksi berada dalam perbandingan sederhana, seperti 1:1, 1:2, 1:3, dan seterusnya.

Ilmuwan Perancis J.L. Gay-Lussac menetapkan hukum hubungan volumetrik:

Volume gas-gas yang bereaksi pada kondisi yang sama (suhu dan tekanan) berhubungan satu sama lain sebagai bilangan bulat sederhana.

Misalnya, 1 liter klorin bergabung dengan 1 liter hidrogen membentuk 2 liter hidrogen klorida; 2 liter sulfur (IV) oksida bergabung dengan 1 liter oksigen membentuk 1 liter sulfur (VI) oksida.

Gas nyata biasanya merupakan campuran gas murni - oksigen, hidrogen, nitrogen, helium, dll. Misalnya, udara terdiri dari 77% nitrogen, 21% oksigen, 1% hidrogen, sisanya adalah gas inert dan gas lainnya. Masing-masing dari mereka menciptakan tekanan pada dinding kapal di mana ia berada.

Tekanan parsial Tekanan yang diciptakan setiap gas secara terpisah dalam suatu campuran gas, seolah-olah hanya gas tersebut yang menempati seluruh volume, disebut tekanan parsial(dari bahasa Latin parsialis - parsial)

Kondisi normal : p = 760 mm Hg. Seni. atau 101,325 Pa, t = 0 °C atau 273 K.

Akibat wajar dari hukum Avogadro

Akibat wajar 1 dari hukum Avogadro Satu mol gas pada kondisi yang sama menempati volume yang sama. Khususnya, dalam kondisi normal, volume satu mol gas ideal adalah 22,4 liter. Volume ini disebut volume molar\(V_(\mu)\)

dimana \(V_(\mu)\) adalah volume molar gas (dimensi l/mol); \(V\) - volume substansi sistem; \(n\) - jumlah zat dalam sistem. Contoh entri: \(V_(\mu)\) gas (n.s.) = 22,4 l/mol.

Akibat wajar 2 dari hukum Avogadro Perbandingan massa dua gas yang volumenya sama merupakan nilai konstan untuk gas-gas tersebut. Besaran ini disebut kepadatan relatif\(D\)

dimana \(m_1\) dan \(m_2\) adalah massa molar dua zat gas.

Nilai \(D\) ditentukan secara eksperimental sebagai rasio massa dengan volume yang sama dari gas yang diteliti \(m_1\) dan gas referensi dengan massa molekul yang diketahui (M2). Dari nilai \(D\) dan \(m_2\) Anda dapat mencari massa molar gas yang diteliti: \(m_1 = D\cdot m_2\)

Jadi, dalam kondisi normal (n.s.), volume molar suatu gas adalah \(V_(\mu) = 22,4\) l/mol.

Massa jenis relatif paling sering dihitung dalam kaitannya dengan udara atau hidrogen, dengan menggunakan massa molar hidrogen dan udara yang masing-masing diketahui dan sama:

\[ (\mu )_(H_2)=2\cdot (10)^(-3)\frac(kg)(mol) \]

\[ (\mu )_(vozd)=29\cdot (10)^(-3)\frac(kg)(mol) \]

Sangat sering, ketika memecahkan masalah, digunakan kondisi normal (n.s.) (tekanan satu atmosfer atau, yang sama \(p=(10)^5Pa=760\ mm\ Hg,\ t=0^o C \)) volume molar gas ideal apa pun:

\[ \frac(RT)(p)=V_(\mu )=22,4\cdot (10)^(-3)\frac(m^3)(mol)=22,4\frac(l)( mol)\ . \]

Konsentrasi molekul gas ideal dalam kondisi normal:

\[ n_L=\frac(N_A)(V_(\mu ))=2,686754\cdot (10)^(25)m^(-3)\ , \]

disebut nomor Loschmidt.

Pendahuluan 2

1.Hukum Avogadro 3

2. Hukum Gas 6

3. Akibat hukum Avogadro 7

4.Masalah pada hukum Avogadro 8

Kesimpulan 11

Referensi 12

Perkenalan

Mengantisipasi hasil suatu eksperimen, merasakan prinsip umum, memprediksi suatu pola - ini menandai kreativitas banyak ilmuwan. Sering kali, peramalan hanya mencakup area dimana peneliti terlibat, dan tidak semua orang memiliki tekad untuk berani melangkah maju dalam prediksinya. Terkadang keberanian bisa memberikan kemampuan bernalar secara logis.

1.Hukum Avogadro

Pada tahun 1808, Gay-Lussac (bersama dengan naturalis Jerman Alexander Humboldt) merumuskan apa yang disebut hukum hubungan volumetrik, yang menyatakan hubungan antara volume gas yang bereaksi dinyatakan dalam bilangan bulat sederhana. Misalnya, 2 volume hidrogen bergabung dengan 1 volume hidrogen menghasilkan 2 volume uap air; 1 volume klorin bergabung dengan 1 volume hidrogen, menghasilkan 2 volume hidrogen klorida, dan seterusnya. Hukum ini tidak banyak berguna bagi para ilmuwan pada saat itu, karena tidak ada konsensus mengenai bahan penyusun partikel-partikel gas yang berbeda. Tidak ada perbedaan yang jelas antara konsep-konsep seperti atom, molekul, sel darah.

Pada tahun 1811, Avogadro, setelah menganalisis dengan cermat hasil eksperimen Gay-Lussac dan ilmuwan lainnya, sampai pada kesimpulan bahwa hukum hubungan volumetrik memungkinkan kita memahami bagaimana molekul gas “terstruktur”. “Hipotesis pertama,” tulisnya, “yang muncul sehubungan dengan hal ini dan tampaknya merupakan satu-satunya hipotesis yang dapat diterima, adalah asumsi bahwa jumlah molekul penyusun suatu gas selalu sama dalam volume yang sama…” Dan “molekul komposit "(sekarang kita menyebutnya molekul), menurut Avogadro, terdiri dari partikel yang lebih kecil - atom.

Tiga tahun kemudian, Avogadro menyatakan hipotesisnya dengan lebih jelas dan merumuskannya dalam bentuk hukum yang menyandang namanya: “Bahan gas yang volumenya sama, pada tekanan dan suhu yang sama, mengandung jumlah molekul yang sama, sehingga massa jenisnya berbeda. gas berfungsi sebagai ukuran massa molekulnya..." Penambahan ini sangat penting: ini berarti bahwa dengan mengukur massa jenis berbagai gas, massa relatif molekul penyusun gas-gas tersebut dapat ditentukan. Memang, jika 1 liter hidrogen mengandung jumlah molekul yang sama dengan 1 liter oksigen, maka perbandingan massa jenis gas-gas tersebut sama dengan perbandingan massa molekul. Avogadro menekankan bahwa molekul dalam gas tidak harus terdiri dari atom tunggal, tetapi dapat mengandung beberapa atom – identik atau berbeda. (Agar adil, harus dikatakan bahwa pada tahun 1814 fisikawan Prancis terkenal A.M. Ampere, terlepas dari Avogadro, sampai pada kesimpulan yang sama.)

Pada masa Avogadro, hipotesisnya tidak dapat dibuktikan secara teoritis. Namun hipotesis ini memberikan peluang sederhana untuk secara eksperimental menentukan komposisi molekul senyawa gas dan menentukan massa relatifnya. Mari kita coba menelusuri logika penalaran tersebut. Percobaan menunjukkan bahwa volume hidrogen, oksigen dan uap air yang terbentuk dari gas-gas tersebut memiliki perbandingan 2:1:2. Kesimpulan berbeda dapat diambil dari fakta ini. Pertama: molekul hidrogen dan oksigen terdiri dari dua atom (H 2 dan O 2), dan molekul air terdiri dari tiga atom, maka persamaan 2H 2 + O 2 → 2H 2 O juga benar. molekul hidrogen bersifat monoatomik, dan molekul oksigen serta air bersifat diatomik, maka persamaan 2H + O 2 → 2HO dengan perbandingan volume yang sama 2:1:2 benar. Dalam kasus pertama, dari perbandingan massa hidrogen dan oksigen dalam air (1:8) maka massa atom relatif oksigen sama dengan 16, dan dalam kasus kedua - sama dengan 8. Oleh bahkan 50 tahun setelah penelitian Gay-Lussac, beberapa ilmuwan tetap bersikeras pada fakta bahwa rumus air adalah H2O, dan bukan H2O. Yang lain percaya bahwa rumus yang benar adalah H2O2. Oleh karena itu, dalam sejumlah tabel, massa atom oksigen diambil sama dengan 8.

Namun, ada cara sederhana untuk memilih asumsi yang benar dari dua asumsi. Untuk melakukan ini, hanya perlu menganalisis hasil eksperimen serupa lainnya. Jadi, volume hidrogen dan klor yang sama menghasilkan dua kali volume hidrogen klorida. Fakta ini langsung menolak kemungkinan hidrogen bersifat monoatomik: reaksi seperti H + Cl → HCl, H + Cl 2 → HCl 2 dan sejenisnya tidak menghasilkan HCl bervolume ganda. Oleh karena itu, molekul hidrogen (dan juga klor) terdiri dari dua atom. Tetapi jika molekul hidrogen bersifat diatomik, maka molekul oksigen juga diatomik, dan molekul air memiliki tiga atom, dan rumusnya adalah H 2 O. Mengejutkan bahwa argumen sederhana seperti itu selama beberapa dekade tidak dapat meyakinkan beberapa ahli kimia akan validitas teori Avogadro, yang bagi beberapa orang hampir tidak diperhatikan selama beberapa dekade.

Hal ini sebagian disebabkan oleh kurangnya pencatatan rumus dan persamaan reaksi kimia yang sederhana dan jelas pada masa itu. Namun yang terpenting adalah penentang teori Avogadro adalah ahli kimia Swedia terkenal Jens Jakob Berzelius, yang memiliki otoritas yang tidak perlu dipertanyakan lagi di kalangan ahli kimia di seluruh dunia. Menurut teorinya, semua atom mempunyai muatan listrik, dan molekul dibentuk oleh atom-atom dengan muatan berlawanan yang saling tarik menarik. Diyakini bahwa atom oksigen memiliki muatan negatif yang kuat, dan atom hidrogen memiliki muatan positif. Dari sudut pandang teori ini, mustahil membayangkan molekul oksigen terdiri dari dua atom yang bermuatan sama! Tetapi jika molekul oksigen bersifat monoatomik, maka dalam reaksi oksigen dengan nitrogen: N + O → NO perbandingan volumenya harus 1:1:1. Dan hal ini bertentangan dengan eksperimen: 1 liter nitrogen dan 1 liter oksigen menghasilkan 2 liter NO. Atas dasar ini, Berzelius dan sebagian besar ahli kimia lainnya menolak hipotesis Avogadro karena tidak konsisten dengan data eksperimen!

Ahli kimia muda Italia Stanislao Cannizzaro (1826–1910) menghidupkan kembali hipotesis Avogadro dan meyakinkan ahli kimia akan validitasnya pada akhir tahun 1850-an. Dia menerima rumus (ganda) yang benar untuk molekul unsur gas: H 2, O 2, Cl 2, Br 2, dll. dan merekonsiliasi hipotesis Avogadro dengan semua data eksperimen. “Landasan teori atom modern,” tulis Cannizzaro, “adalah teori Avogadro... Teori ini mewakili titik awal yang paling logis untuk menjelaskan ide-ide dasar tentang molekul dan atom dan untuk membuktikan teori tersebut... Pada mulanya fakta fisika terkesan bertentangan dengan teori Avogadro dan Ampere, sehingga dikesampingkan dan segera dilupakan; tetapi kemudian para ahli kimia, berdasarkan logika penelitian mereka dan sebagai hasil dari evolusi ilmu pengetahuan yang spontan, tanpa mereka sadari, dibawa ke teori yang sama... Siapa yang tidak melihat perputaran ilmu pengetahuan yang panjang dan tidak disadari ini di sekitar dan ke arah tujuan yang ditetapkan, bukti tegas yang mendukung teori Avogadro dan Ampere? Sebuah teori yang berangkat dari titik-titik yang berbeda dan bahkan berlawanan, sebuah teori yang memungkinkan untuk meramalkan banyak fakta yang dikonfirmasi oleh pengalaman, haruslah lebih dari sekedar penemuan ilmiah sederhana. Itu pasti... kebenaran itu sendiri."

D.I. Mendeleev menulis tentang diskusi panas pada waktu itu: “Pada tahun 50-an, ada yang mengambil O = 8, yang lain O = 16, jika H = 1. Air yang pertama adalah H O, hidrogen peroksida H O 2, yang kedua, seperti sekarang , air H 2 O, hidrogen peroksida H 2 O 2 atau H O. Kebingungan dan kebingungan merajalela. Pada tahun 1860, ahli kimia dari seluruh dunia berkumpul di Karlsruhe untuk mencapai kesepakatan dan keseragaman di sebuah kongres. Setelah menghadiri kongres ini, saya ingat betul betapa besarnya perbedaan pendapat, bagaimana perjanjian bersyarat dijaga dengan sangat bermartabat oleh para tokoh ilmu pengetahuan, dan bagaimana para pengikut Gerard, yang dipimpin oleh profesor Italia Cannizzaro, dengan bersemangat mengejar tujuan tersebut. konsekuensi dari hukum Avogadro.”

Setelah hipotesis Avogadro diterima secara umum, para ilmuwan tidak hanya mampu menentukan dengan tepat komposisi molekul senyawa gas, tetapi juga menghitung massa atom dan molekul. Pengetahuan ini membantu menghitung dengan mudah rasio massa reagen dalam reaksi kimia. Hubungan seperti itu sangat mudah: dengan mengukur massa suatu zat dalam gram, para ilmuwan tampaknya sedang mengoperasikan molekul. Jumlah suatu zat yang secara numerik sama dengan massa molekul relatif, tetapi dinyatakan dalam gram, disebut molekul gram atau mol (kata “mol” diciptakan pada awal abad ke-20 oleh ahli kimia fisika Jerman, pemenang Hadiah Nobel, Wilhelm Ostwald. (1853–1932); mengandung kata dasar yang sama dengan kata “molekul” dan berasal dari bahasa Latin mol - massal, massa dengan akhiran kecil). Volume satu mol suatu zat dalam keadaan gas juga diukur: dalam kondisi normal (yaitu pada tekanan 1 atm = 1,013 10 5 Pa dan suhu 0°C) sama dengan 22,4 liter (asalkan volumenya gas mendekati ideal). Jumlah molekul dalam satu mol mulai disebut konstanta Avogadro (biasanya dilambangkan dengan N A). Definisi tahi lalat ini bertahan selama hampir satu abad.

Saat ini, satu mol didefinisikan secara berbeda: mol adalah jumlah zat yang mengandung jumlah elemen struktural yang sama (bisa berupa atom, molekul, ion, atau partikel lain) seperti yang ada dalam 0,012 kg karbon-12. Pada tahun 1971, berdasarkan keputusan Konferensi Umum Berat dan Ukuran ke-14, mol dimasukkan ke dalam Sistem Satuan Internasional (SI) sebagai satuan dasar ke-7.

Bahkan pada masa Cannizzaro sudah jelas bahwa karena atom dan molekul berukuran sangat kecil dan belum pernah dilihat oleh siapa pun, maka konstanta Avogadro pastilah sangat besar. Seiring waktu, mereka belajar menentukan ukuran molekul dan nilainya N A - mula-mula sangat kasar, kemudian semakin tepatnya. Pertama-tama, mereka memahami bahwa kedua besaran tersebut saling berhubungan: semakin kecil atom dan molekulnya, semakin besar bilangan Avogadro. Ukuran atom pertama kali dinilai oleh fisikawan Jerman Joseph Loschmidt (1821–1895). Berdasarkan teori kinetika molekul gas dan data eksperimen peningkatan volume cairan selama penguapannya, pada tahun 1865 ia menghitung diameter molekul nitrogen. Dia menemukan 0,969 nm (1 nanometer sama dengan sepersejuta meter), atau, seperti yang ditulis Loschmidt, “diameter molekul udara dibulatkan sama dengan sepersejuta milimeter.” Nilai ini kira-kira tiga kali lipat dari nilai modern, yang merupakan hasil yang baik pada saat itu. Artikel kedua Loschmidt, yang diterbitkan pada tahun yang sama, juga menyebutkan jumlah molekul dalam 1 cm 3 gas, yang sejak itu disebut konstanta Loschmidt ( N L). Sangat mudah untuk mendapatkan nilai darinya N A, dikalikan dengan volume molar gas ideal (22,4 l/mol).

Konstanta Avogadro telah ditentukan dengan banyak metode. Misalnya dari warna biru langit maka sinar matahari tersebar di udara. Seperti yang ditunjukkan Rayleigh, intensitas hamburan cahaya bergantung pada jumlah molekul udara per satuan volume. Dengan mengukur perbandingan intensitas sinar matahari langsung dan cahaya tersebar dari langit biru, konstanta Avogadro dapat ditentukan. Untuk pertama kalinya, pengukuran semacam itu dilakukan oleh ahli matematika Italia dan tokoh politik terkemuka Quintino Sella (1827–1884) di puncak Monte Rosa (4634 m), di Swiss selatan. Perhitungan yang dilakukan berdasarkan pengukuran ini dan pengukuran serupa menunjukkan bahwa 1 mol mengandung sekitar 6.10 23 partikel.

Metode lain digunakan oleh ilmuwan Perancis Jean Perrin (1870–1942). Di bawah mikroskop, ia menghitung jumlah bola-bola kecil (berdiameter sekitar 1 mikron) dari permen karet, suatu zat yang berhubungan dengan karet dan diperoleh dari getah beberapa pohon tropis, yang tersuspensi dalam air. Perrin percaya bahwa hukum yang sama yang mengatur molekul gas juga berlaku pada bola-bola ini. Dalam hal ini, dimungkinkan untuk menentukan “massa molar” bola-bola ini; dan mengetahui massa sebuah bola (tidak seperti massa molekul nyata, massa ini dapat diukur), mudah untuk menghitung konstanta Avogadro. Perrin memperoleh sekitar 6,8 10 23.

Arti modern dari konstanta ini N SEBUAH = 6,0221367·10 23.

Konstanta Avogadro begitu besar sehingga sulit dibayangkan. Misalnya bola sepak diperbesar sebesar N Dan karena volumenya, globe akan muat di dalamnya. Jika di N Dan jika Anda memperbesar diameter bola, maka galaksi terbesar yang berisi ratusan miliar bintang akan muat di dalamnya! Jika Anda menuangkan segelas air ke laut dan menunggu sampai air ini didistribusikan secara merata ke seluruh lautan dan samudera, sampai ke dasarnya, kemudian, dengan mengambil segelas air di mana pun di dunia, beberapa lusin molekul air yang dulunya dalam gelas. Jika Anda mengambil satu mol uang dolar, mereka akan menutupi semua benua dengan lapisan padat sepanjang 2 kilometer...

2. Hukum gas

Hubungan antara tekanan dan volume gas ideal pada suhu konstan ditunjukkan pada Gambar. 1.

Tekanan dan volume sampel gas berbanding terbalik, yaitu produknya bernilai konstan: pV = const. Hubungan ini dapat ditulis dalam bentuk yang lebih mudah untuk memecahkan masalah:

p1V1 = p2V2 (hukum Boyle-Mariotte).

Bayangkan 50 liter gas (V1), pada tekanan 2 atm (p1), dikompresi hingga volume 25 liter (V2), maka tekanan barunya akan sama dengan:

Z
Ketergantungan sifat-sifat gas ideal pada suhu ditentukan oleh hukum Gay-Lussac: volume gas berbanding lurus dengan suhu absolutnya (pada massa konstan: V = kT, di mana k adalah koefisien proporsionalitas). Hubungan ini biasanya ditulis dalam bentuk yang lebih nyaman untuk menyelesaikan masalah:

Misalnya, jika 100 liter gas pada suhu 300K dipanaskan hingga 400K tanpa mengubah tekanan, maka pada suhu yang lebih tinggi volume gas yang baru akan sama dengan

Z
penulisan hukum gabungan gas pV/T= = const dapat diubah menjadi persamaan Mendeleev-Clapeyron:

dimana R adalah konstanta gas universal, a adalah jumlah mol gas.

kamu
Persamaan Mendeleev-Clapeyron memungkinkan berbagai macam perhitungan. Misalnya, Anda dapat menentukan jumlah mol gas pada tekanan 3 atm dan suhu 400 K, yang menempati volume 70 liter:

Salah satu akibat dari undang-undang gas terpadu: Gas-gas yang volumenya sama, pada suhu dan tekanan yang sama, mengandung jumlah molekul yang sama. Ini adalah hukum Avogadro.

Akibat wajar yang penting juga mengikuti hukum Avogadro: massa dua gas yang berbeda volumenya identik (tentu saja, pada tekanan dan suhu yang sama) berhubungan dengan massa molekulnya:

m1/m2 = M1/M2 (m1 dan m2 adalah massa kedua gas);

M1IM2 mewakili kepadatan relatif.

Hukum Avogadro hanya berlaku untuk gas ideal. Dalam kondisi normal, gas yang sulit dikompresi (hidrogen, helium, nitrogen, neon, argon) dapat dianggap ideal. Untuk karbon monoksida (IV), amonia, dan sulfur oksida (IV), penyimpangan dari idealitas sudah diamati dalam kondisi normal dan meningkat seiring dengan peningkatan tekanan dan penurunan suhu.

3. Akibat hukum Avogadro

4.Masalah pada hukum Avogadro

Masalah 1

Pada 25 °C dan tekanan 99,3 kPa (745 mm Hg), suatu gas menempati volume 152 cm3. Tentukan volume gas yang sama pada suhu 0 °C dan tekanan 101,33 kPa?

Larutan

Substitusikan data permasalahan ke dalam persamaan (*) kita peroleh:

Vo = PVTo / TPo = 99,3*152*273 / 101,33*298 = 136,5 cm3.

Masalah 2

Nyatakan massa satu molekul CO2 dalam gram.

Larutan

Berat molekul CO2 adalah 44,0 sma. Jadi, massa molar CO2 adalah 44,0 g/mol. 1 mol CO2 mengandung 6,02*1023 molekul. Dari sini kita mencari massa satu molekul: m = 44,0 / 6,02-1023 = 7,31*10-23 g.

Tugas 3

Tentukan volume nitrogen dengan berat 5,25 g yang akan ditempati pada 26 °C dan tekanan 98,9 kPa (742 mm Hg).

Larutan

Tentukan banyaknya N2 yang terkandung dalam 5,25 g: 5,25/28 = 0,1875 mol,

V, = 0,1875*22,4 = 4,20 dm3. Kemudian kita bawa volume yang dihasilkan ke kondisi yang ditentukan dalam soal: V = PoVoT / PTo = 101,3 * 4,20 * 299 / 98,9 * 273 = 4,71 dm3.

Masalah 4

Karbon monoksida (“karbon monoksida”) adalah polutan udara yang berbahaya. Ini mengurangi kemampuan hemoglobin darah untuk membawa oksigen, menyebabkan penyakit pada sistem kardiovaskular, dan mengurangi aktivitas otak. Karena pembakaran bahan bakar alami yang tidak sempurna, 500 juta ton CO terbentuk setiap tahun di Bumi. Tentukan berapa volume (dalam kondisi normal) yang akan ditempati oleh karbon monoksida yang terbentuk di Bumi karena alasan ini.

Larutan

Mari kita tulis kondisi masalah dalam bentuk rumus:

m(CO) = 500 juta ton = 5. 1014 gram

M(CO) = 28 g/mol

VM = 22,4 l/mol (ns)

V(BERSAMA) = ? (Dengan baik.)

Untuk menyelesaikan masalah tersebut digunakan persamaan yang menghubungkan jumlah suatu zat, massa dan massa molar:

m(CO) / M(CO) = n(CO),

serta jumlah zat gas, volumenya dan volume molarnya:

V(BERSAMA) / VM = n(BERSAMA)

Oleh karena itu: m(CO) / M(CO) = V (CO) / VM, maka:

V(CO) = (VM .m(CO)) / M(CO) = (22.4 .5 .1014) / 28

[(l/mol) . g / (g/mol)] = 4 . 1014 aku = 4. 1011 m3 = 400 km3

Masalah 5

Hitung volume yang ditempati (di nol) oleh sebagian gas yang diperlukan untuk bernafas jika bagian ini mengandung 2,69 . 1022 molekul gas ini. Gas apa ini?

Larutan.

Gas yang dibutuhkan untuk bernafas tentu saja adalah oksigen. Untuk menyelesaikan soal tersebut, terlebih dahulu kita tuliskan kondisinya dalam bentuk rumus:

N(O2) = 2,69. 1022 (molekul)

VM = 22,4 l/mol (ns)

TIDAK = 6,02. 1023 mol--1

V(O2) = ? (Dengan baik.)

Untuk menyelesaikan masalah ini, digunakan persamaan yang menghubungkan jumlah partikel N(O2) dalam suatu bagian zat n(O2) dan bilangan Avogadro NA:

n(O2) = N(O2) / NA,

serta jumlah, volume dan volume molar zat gas (n.s.):

n(O2) = V(O2) / VM

Oleh karena itu: V(O2) = VM. n(O2) = (VM .N(O2)) / NA = (22,4 .2.69 .1022) : (6.02 .1023) [(l/mol): mol--1] = 1, 0 l

Menjawab. Sebagian oksigen, yang mengandung jumlah molekul yang ditentukan dalam kondisi, menempati no. volume 1 liter.

Masalah 6

Karbon dioksida dengan volume 1 liter pada kondisi normal mempunyai massa 1,977 g.Berapa volume sebenarnya dari satu mol gas tersebut (pada kondisi normal)? Jelaskan jawaban Anda.

Larutan

Massa molar M (CO2) = 44 g/mol, maka volume mol 44/1,977 = 22,12 (l). Nilai ini lebih kecil dari nilai yang diterima untuk gas ideal (22,4 l). Penurunan volume dikaitkan dengan peningkatan interaksi antar molekul CO2, yaitu penyimpangan dari idealitas.

Masalah 7

Gas klor seberat 0,01 g, ditempatkan dalam ampul tertutup rapat dengan volume 10 cm3, dipanaskan dari 0 hingga 273oC. Berapa tekanan awal klorin pada 0oC dan 273oC?

Larutan

Tuan(Cl2) =70,9; maka 0,01 g klorin sama dengan 1,4 · 10-4 mol. Volume ampul adalah 0,01 liter. Dengan menggunakan persamaan Mendeleev-Clapeyron pV=vRT, kita mencari tekanan awal klorin (p1) pada 0oC:

demikian pula kita menemukan tekanan klorin (p2) pada 273oC: p2 = 0,62 atm.

Tugas 8

Berapa volume yang ditempati oleh 10 g karbon monoksida (II) pada suhu 15oC dan tekanan 790 mm Hg? Seni.?

Larutan

Masalah 8

Gas firemine atau metana CH 4 merupakan bencana nyata bagi para penambang. Ledakannya di tambang menyebabkan kehancuran besar dan korban jiwa. G. Davy menemukan lampu penambang yang aman. Di dalamnya, nyala api dikelilingi oleh jaring tembaga dan tidak keluar darinya, sehingga metana tidak memanas hingga mencapai suhu penyalaan. Kemenangan atas fireamp dianggap sebagai prestasi sipil oleh G. Davy.
Jika jumlah zat metana di no. sama dengan 23,88 mol, lalu berapakah volume gas tersebut jika dihitung dalam liter?

Larutan

V = 23,88 mol * 22,4 l/mol = 534,91 l

Masalah 9

Siapapun yang pernah menyalakan korek api pasti tahu bau sulfur dioksida SO2. Gas ini sangat larut dalam air: 42 liter sulfur dioksida dapat dilarutkan dalam 1 liter air. Tentukan massa sulfur dioksida yang dapat dilarutkan dalam 10 liter air.

Larutan

ν = V/V m V=ν * V m m = ν * M

42 l SO 2 larut dalam 1 l air

x l SO 2 - dalam 10 l air

x = 42* 10/1 = 420 liter

ν = 420 l/ 22,4 l/mol = 18,75 mol

m = 18,75 mol * 64 g/mol = 1200 g

Masalah 10

Dalam satu jam, orang dewasa mengeluarkan sekitar 40 g karbon dioksida. Tentukan volume (no.s.) dari suatu massa gas ini.

Larutan

m = ν * M ν = m/M V=ν * V m

ν(CO 2) = 40 g / 44 g/mol = 0,91 mol

V(CO 2) =0,91 mol * 22,4 l/mol = 20,38 l

Kesimpulan

Keunggulan Avogadro sebagai salah satu pendiri teori molekuler telah mendapat pengakuan universal. Logika Avogadro ternyata sempurna, yang kemudian dikonfirmasi oleh J. Maxwell dengan perhitungan berdasarkan teori kinetik gas; kemudian diperoleh konfirmasi eksperimental (misalnya berdasarkan studi gerak Brown), dan juga ditemukan berapa banyak partikel yang terkandung dalam satu mol setiap gas. Konstanta ini - 6,022 1023 - disebut bilangan Avogadro, yang mengabadikan nama peneliti yang berwawasan luas.

Referensi

Butskus P.F. Membaca buku tentang kimia organik. Manual untuk siswa kelas 10 / comp. Butskus P.F. – ke-2. ed., direvisi.

– M.: Pendidikan, 1985. Bykov G.V. Amedeo Avogadro: Sketsa kehidupan dan pekerjaan

. M.: Nauka, 1983. Glinka N.L. Kimia umum

Uch. panduan untuk universitas .– L.: Kimia, 1983.

Kritsman V.A. Robert Boyle, John Dalton, Amedeo Avogadro. Pencipta ilmu molekuler dalam kimia

. M., 1976 Kuznetsov V.I.

Kimia umum. Tren pembangunan .– M.: Sekolah Menengah Atas.

Makarov K.A. Kimia dan kesehatan. Pencerahan, 1985.

Mario Liuzzi.

Sejarah fisika

.

Seiring waktu, praktik hukum tidak lagi menarik minat Amedeo. Minat pemuda itu terletak pada bidang yang berbeda. Bahkan di masa mudanya, ia bersekolah di sekolah fisika eksperimental dan geometri. Saat itulah kecintaan ilmuwan masa depan terhadap sains muncul. Karena kesenjangan pengetahuan, Avogadro memulai pendidikan mandiri. Pada usia 25 tahun, Amedeo mencurahkan seluruh waktu luangnya untuk belajar matematika dan fisika.

Kegiatan ilmiah

Pada tahap pertama, kegiatan ilmiah Amedeo dikhususkan untuk mempelajari fenomena kelistrikan. Ketertarikan Avogadro semakin meningkat setelah Volt menemukan sumber arus listrik pada tahun 1800. Yang tak kalah menarik bagi ilmuwan muda ini adalah diskusi antara Volta dan Galvani tentang sifat listrik. Dan pada umumnya pada saat itu daerah ini sudah maju ilmu pengetahuannya.

Pada tahun 1803 dan 1804, Avogadro, bersama saudaranya Felice, mempresentasikan dua karya kepada para ilmuwan dari Akademi Turin, yang mengungkap teori fenomena elektrokimia dan listrik. Pada tahun 1804, Amedeo menjadi anggota akademi ini.

Pada tahun 1806, Avogadro mendapat pekerjaan sebagai tutor di Lyceum Turin. Dan tiga tahun kemudian, ilmuwan tersebut pindah ke Vercelli Lyceum, tempat dia mengajar matematika dan fisika selama sepuluh tahun. Selama periode itu, Amedeo banyak membaca literatur ilmiah, membuat ekstrak buku yang bermanfaat. Dia memimpin mereka sampai akhir hidup mereka. Sebanyak 75 volume masing-masing 700 halaman telah terakumulasi. Isi buku-buku ini berbicara tentang keserbagunaan minat ilmuwan dan karya kolosal yang telah dilakukannya.

Kehidupan pribadi

Amedeo mengatur kehidupan keluarga cukup terlambat, ketika usianya sudah melebihi dekade ketiga. Saat bekerja di Vercelli, ia bertemu Anna di Giuseppe, yang jauh lebih muda dari ilmuwan tersebut. Pernikahan ini menghasilkan delapan orang anak. Tak satu pun dari mereka mengikuti jejak ayah mereka.

Hukum Avogadro dan akibat-akibatnya

Pada tahun 1808, Gay-Lussac (bekerja sama dengan Humboldt) merumuskan prinsip hubungan volumetrik. Hukum ini menyatakan bahwa hubungan antara volume gas-gas yang bereaksi dapat dinyatakan dalam bilangan sederhana. Misalnya, 1 volume klorin, jika digabungkan dengan 1 volume hidrogen, menghasilkan 2 volume hidrogen klorida, dan seterusnya. Namun hukum ini tidak memberikan apa-apa, karena pertama, tidak ada perbedaan khusus antara konsep sel darah, molekul, atom, dan kedua, para ilmuwan berbeda pendapat tentang komposisi partikel berbagai gas.

Pada tahun 1811, Amedeo memulai analisis menyeluruh terhadap hasil penelitian Gay-Lussac. Hasilnya, Avogadro menyadari bahwa hukum hubungan volumetrik memungkinkan kita memahami struktur molekul gas. Hipotesis yang dirumuskannya adalah: “Jumlah molekul suatu gas dalam volume yang sama selalu sama.”

Penemuan hukum

Selama tiga tahun penuh ilmuwan terus bereksperimen. Hasilnya, muncullah hukum Avogadro yang bunyinya seperti ini: “Bahan gas yang volumenya sama, pada suhu dan tekanan yang sama, mengandung jumlah molekul yang sama. Dan ukuran massa molekul dapat ditentukan dari kepadatan berbagai gas.” Misalnya, jika 1 liter oksigen mengandung jumlah molekul yang sama dengan 1 liter hidrogen, maka perbandingan massa jenis gas-gas tersebut sama dengan perbandingan massa molekul. Ilmuwan juga mencatat bahwa molekul dalam gas tidak selalu terdiri dari atom tunggal. Kehadiran atom yang berbeda dan identik dapat diterima.

Sayangnya, pada masa Avogadro, undang-undang tersebut belum dapat dibuktikan secara teoritis. Tapi itu memungkinkan dalam percobaan untuk menetapkan komposisi molekul gas dan menentukan massanya. Mari kita ikuti logika penalaran tersebut. Selama percobaan, terungkap bahwa uap air dari gas, serta volume hidrogen dan oksigen, memiliki perbandingan 2:1:2. Berbagai kesimpulan dapat ditarik dari fakta ini. Pertama: molekul air terdiri dari tiga atom, dan molekul hidrogen dan oksigen terdiri dari dua atom. Kesimpulan kedua juga cukup tepat: molekul air dan oksigen bersifat diatomik, dan molekul hidrogen bersifat monatomik.

Penentang hipotesis

Hukum Avogadro mendapat banyak penentang. Hal ini antara lain disebabkan oleh kenyataan bahwa pada masa itu belum ada pencatatan persamaan dan rumus reaksi kimia yang sederhana dan jelas. Penentang utama adalah Jens Berzelius, seorang ahli kimia Swedia dengan otoritas yang tidak perlu dipertanyakan lagi. Dia percaya bahwa semua atom memiliki muatan listrik, dan molekul itu sendiri terdiri dari atom-atom dengan muatan berlawanan yang saling tarik menarik. Jadi, atom hidrogen bermuatan positif, dan atom oksigen bermuatan negatif. Dari sudut pandang ini, molekul oksigen yang terdiri dari 2 atom bermuatan sama tidak ada. Tetapi jika molekul oksigen masih bersifat monoatomik, maka pada reaksi nitrogen dengan oksigen perbandingan perbandingan volumenya harus 1:1:1. Pernyataan ini bertentangan dengan percobaan, dimana 2 liter oksida nitrat diperoleh dari 1 liter oksigen dan 1 liter nitrogen. Karena alasan inilah Berzelius dan ahli kimia lainnya menolak hukum Avogadro. Bagaimanapun, itu sama sekali tidak sesuai dengan data eksperimen.

Kebangkitan hukum

Sampai tahun enam puluhan abad kesembilan belas, kesewenang-wenangan diamati dalam kimia. Selain itu, ilmu ini juga mencakup penilaian massa molekul dan deskripsi reaksi kimia. Secara umum terdapat banyak kesalahpahaman tentang komposisi atom suatu zat kompleks. Beberapa ilmuwan bahkan berencana meninggalkan teori molekuler. Dan baru pada tahun 1858, seorang ahli kimia dari Italia bernama Cannizzaro menemukan referensi hukum Avogadro dan konsekuensinya dalam korespondensi Bertollet dan Ampere. Hal ini menertibkan gambaran kimia yang membingungkan pada saat itu. Dua tahun kemudian, Cannizzaro berbicara tentang hukum Avogadro di Karlsruhe pada Kongres Kimia Internasional. Laporannya memberikan kesan yang tak terhapuskan bagi para ilmuwan. Salah satu dari mereka mengatakan seolah-olah dia telah melihat cahaya, semua keraguan telah hilang, dan sebagai balasannya muncul rasa percaya diri.

Setelah hukum Avogadro diakui, para ilmuwan tidak hanya dapat menentukan komposisi molekul gas, tetapi juga menghitung massa atom dan molekul. Pengetahuan ini membantu dalam menghitung rasio massa reagen dalam berbagai reaksi kimia. Dan itu sangat nyaman. Dengan mengukur massa dalam gram, peneliti dapat memanipulasi molekul.

Kesimpulan

Banyak waktu telah berlalu sejak hukum Avogadro ditemukan, namun tidak ada yang melupakan pendiri teori molekuler. Logika ilmuwan itu sempurna, yang kemudian dikonfirmasi oleh perhitungan J. Maxwell berdasarkan teori kinetik gas, dan kemudian oleh studi eksperimental (gerakan Brown). Ditentukan juga berapa banyak partikel yang terkandung dalam satu mol setiap gas. Konstanta ini, 6.022.1023, disebut bilangan Avogadro, yang mengabadikan nama Amedeo yang berwawasan luas.

1.Kimia adalah bagian dari ilmu pengetahuan alam. Proses kimia. Jenis senyawa kimia.

Tata nama kimia. Tata nama garam sedang, asam, basa.

Kimia adalah bagian dari ilmu pengetahuan alam.

Kimia adalah ilmu tentang zat. Ia mempelajari zat dan transformasinya, yang disertai dengan perubahan struktur internal zat dan struktur elektronik atom yang berinteraksi, namun tidak mempengaruhi komposisi dan struktur inti.

Sekitar 7.000.000 senyawa kimia diketahui, 400.000 di antaranya bersifat anorganik.

Kimia adalah salah satu disiplin ilmu dasar.

Itu adalah bagian dari ilmu pengetahuan alam, ilmu pengetahuan alam. Hal ini terkait dengan banyak ilmu lain, seperti fisika, kedokteran, biologi, ekologi, dll.

Proses kimia.

Jenis senyawa kimia.

Tata nama kimia. Saat ini, tata nama sepele dan rasional digunakan untuk memberi nama unsur-unsur kimia, yang terakhir dibagi menjadi Rusia, semi-sistematis (internasional) dan sistematis. DI DALAM

remeh

Tata nama ini menggunakan nama-nama zat kimia yang telah ditetapkan secara historis.

Mereka tidak mencerminkan komposisi senyawa kimia. Penggunaan nama-nama seperti itu paling sering merupakan penghormatan terhadap tradisi. Contoh: CaO – kapur tohor, N2O – gas ketawa.

Dalam kerangka tata nama Rusia, akar nama Rusia digunakan untuk menamai senyawa kimia, dan dalam tata nama semi-sistematis, akar bahasa Latin digunakan.

Berdasarkan komposisi kimianya, garam dibedakan menjadi garam sedang, asam, dan basa. Ada juga garam ganda, campuran dan kompleks.

Kebanyakan garam, terlepas dari kelarutannya dalam air, merupakan elektrolit kuat.