Закон Авогадро устанавливает, что одинаковое количество молекул содержится в равных объемах различных газов при одинаковых условиях температуры и давления.
Этот закон был сформулирован в 1811 году итальянским ученым Амедео Авогадро в качестве гипотезы.
После многочисленных экспериментов закон был подтвержден и стал называться именно законом Авогадро, став основой стехиометрии — количественной стороны современной химии.
Хотя закон точно соблюдается для идеального газа, для реальных газов он также оказывается довольно точным, особенно при большей разреженности газа.
Закон Авогадро: открытие и значение
Выход из создавшегося положения был найден итальянским физиком Амедео Авогадро, который в 1811 г. показал, что закон простых объемных отношений и теория Дальтона прекрасно дополняют друг друга, если принять следующие два положения:
Атомы одного и того же элемента могут соединяться в молекулы.
В равных объемах любых газов содержится равное число молекул (гипотеза Авогадро).
Однако из-за большой путаницы в терминологии гипотеза Авогадро не была понята его современниками.
В то время слова «атом» и «молекула», «атомная масса» и «эквивалент» употреблялись большинством ученых как синонимы.
Сам А. Авогадро называл атомы «элементарными молекулами», «парциальными молекулами» и «полумолекулами», что затрудняло правильное понимание его учения.
Математическую формулу закона Авогадро можно написать так:
V / n = VM
Где, V — объем газа; n — количество вещества, которое является отношением массы вещества к его молярной массе; VM — константа пропорциональности или молярный объем.
Сыграла свою роль также позиция Д. Дальтона и Я. Берцелиуса, которые упорно отрицали возможность существования молекул, состоящих из одинаковых атомов.
Пользоваться гипотезой Авогадро для определения молекулярных масс простых и сложных веществ химики начали примерно с середины пятидесятых годов прошлого века в связи с бурным развитием органической химии.
К этому времени было уже известно, что пары фосфора и серы образованы многоатомными молекулами (Р4, S6) и что аномальная плотность пара некоторых сложных веществ, например хлорида аммония, серной кислоты и пентахлорида фосфора, обусловлена их термической диссоциацией:
NH4Cl ⇄ NH3 + HCl
H2SO4 ⇄ H2O + SO3
PCl5 ⇄ PCl3 + Cl2
Гипотеза Авогадро
Д. Дальтон не видел различия между химическим элементом и простым веществом. Поэтому его теория столкнулась вскоре с серьезным затруднением.
31 декабря 1808 г. французский исследователь Жозеф Луи Гей Люссак сообщил об открытии закона простых объемных отношений, гласившего, что :
Объемы газов, вступивших в химическую реакцию, и объемы получившихся в результате этой реакции газообразных веществ относятся между собой как небольшие целые числа.
Логично было предположить, что за простотой отношений между объемами скрывается какое-то общее для всех газов свойство.
Однако ни Д. Дальтон, ни Я. Берцелиус, которые считались в то время наиболее авторитетными химиками, не смогли объяснить новый закон на основе атомистических представлений и не сделали из него правильных выводов.
Более того, Д. Дальтон в течение длительного времени вообще игнорировал существование закона простых объемных отношений.
Относительные атомные массы элементов таблица
| Элементы | Атомная масса | |
| По расчетам Канниццаро | Современное значение | |
| Калий | 39 | 39,10 |
| Натрий | 23 | 22,99 |
| Серебро | 108 | 107,87 |
| Золото | 196,34 | 196,97 |
| Ртуть | 200 | 200,59 |
| Медь | 63 | 63,55 |
| Цинк | 60 | 65,38 |
| Свинец | 207 | 207,2 |
| Железо | 56 | 55,85 |
| Марганец | 55 | 54,94 |
| Олово | 117,6 | 118,69 |
| Платина | 197 | 195,09 |
| Кальций | 40 | 40,08 |
| Магний | 24 | 24,31 |
| Барий | 137 | 137,34 |
| Бор | 11 | 10,81 |
| Титан | 56 | 47,90 |
| Кремний | 28 | 28,09 |
| Цирконий | 89 | 91,22 |
| Алюминий | 27 | 26,98 |
| Хром | 53 | 51,996 |
Вклад ученых в закон Авогадро
В 1858 г. выдающийся итальянский ученый и революционер Станислао Канниццаро опубликовал в журнале «Nuovo Cimento» статью под названием «Краткий очерк курса химической философии», в которой проанализировал развитие важнейших понятий химии в первой половине XIX в.
Рассмотрев экспериментальные и теоретические работы Д. Дальтона, Ж. Гей-Люссака, А. Авогадро, Я. Берцелиуса и некоторых других ученых, он пришел к выводу о правильности идей Авогадро и показал принципиальное различие между атомной и молекулярной массами простых веществ.
Опираясь на гипотезу Авогадро, С. Канниццаро рассчитал относительные атомные массы двадцати одного элемента (табл.).
Взгляды С. Канниццаро получили полное признание на первом Международном конгрессе химиков, состоявшемся в 1860 г. в г. Карлсруэ (Великое герцогство Баден).
Участники конгресса четко разграничили понятия атома и молекулы, установили единую химическую терминологию и приняли новую систему атомных масс, в основе которой лежала гипотеза Авогадро.
Достигнутое учеными единство взглядов по основным спорным вопросом времени явилось главной предпосылкой возникновения теории химического строения (1861) и периодической системы элементов (1869).
Быстрые ответы?
При одинаковых условиях массы газов, содержащие одинаковое число структурных частиц, будут занимать одинаковый объём.
При давлении 1 атмосфера и температуре 0 градусов Цельсия 1 моль любого газа занимает объём равный 22, 4 л. Этот объём называется молярный объём.
Можно использовать для определения молярной массы любого газа
Равные объемы всех газов, в то же время температура и давление, имеют одинаковое количество молекулы.