Закон Авогадро

В рівних об'ємах різних газів при постійних температурі і тиску міститься однакова кількість молекул.

При горінні дерева відбувається хімічна реакція: вуглець деревини з'єднується з киснем повітря і утворюється діоксид вуглецю (CO2). Один атом вуглецю має таку ж масу, як і 12 атомів водню, а два атоми кисню - Як 32 атома водню. Таким чином, співвідношення мас вуглецю та кисню, що беруть участь в реакції, завжди однаково 12:32 (або, після спрощення, 3:8). Які б ми не вибрали одиниці виміру, співвідношення залишиться незмінним: 12 грам вуглецю завжди реагують з 32 грамами кисню, 12 тонн вуглецю - з 32 тоннами кисню і т. д. У хімічних реакціях має значення відносна кількість атомів кожного елементу, який бере участь в реакції. І, спостерігаючи за палаючим в ночі багаттям, ми можемо бути твердо впевнені, що для кожного атома вуглецю з деревини знайдуться два атоми кисню з повітря, і співвідношення їхніх мас буде 12:32.

Раз це так, значить, у 12 грамах атомів вуглецю стільки ж, скільки в 16 грамах кисню. Хіміки називають це кількість атомів молем. Якщо відносна атомна маса речовини дорівнює n (тобто його атом у n разів важче атома водню), то маса одного благаючи цієї речовини - n грам. Моль - міра кількості речовини, подібна парі, дюжині або сотні. Носков в парі завжди два, яєць в дюжині -- завжди дванадцять; точно так само і в молі речовини кількість атомів або молекул завжди одне й те саме.

Але як же вчені це зрозуміли? Адже атоми порахувати все-таки значно складніше, ніж шкарпетки. Щоб відповісти на це запитання, звернемося до досліджень італійського хіміка Амедео Авогадро. Йому було відомо, що при протіканні хімічної реакції між газами співвідношення обсягів цих газів таке ж, як і їх молекулярне співвідношення. Напрмер, якщо три молекули водню (H2) реагують з молекулою азоту (N2) з утворенням двох молекул аміаку (NH3), то обсяг бере участь у реакції водню в три рази більше обсягу азоту. З цього Авогадро зробив висновок, що кількість молекул у двох обсягах має знаходитися у співвідношенні 3:1, або, іншими словами, що рівні обсяги газу повинні містити рівну кількість атомів або молекул - це затвердження відомо нам як закон Авогадро. Авогадро не знав, яке саме кількість атомів або молекул має бути в одному молі речовини. Сьогодні ми знаємо: це число 6х1023; ми називаємо його числом Авогадро (або постійної Авогадро) і позначаємо символом N.

Кілька десятиліть дослідження Авогадро залишалися за рамками європейської науки того часу. Більшість істориків схильні пояснювати цей цікавий факт тим, що Авогадро працював в Туріні, далеко від наукових центрів Німеччини, Франції та Англії. Справді, лише коли Авогадро приїхав до Німеччини, та й поставив там результати своїх досліджень, вони отримали заслужене визнання.

Обчислення значення N виявилося непростим завданням. Це вдалося зробити тільки на початку XX століття французькому фізику Жану Перреном (Jean Perrin) (1870-1942). Він запропонував декілька методів знаходження цього числа, і всі вони дали один і той же результат. Самий Найвідоміший з них заснований на кількісної теорії броунівського руху, розробленої Ейнштейном. Мова йде про безперервному хаотичному русі малих частинок (наприклад, пилкових зерен) під дією хаотичних поштовхів атомів або молекул навколишнього їхнього середовища. Рух такого пилкового зерна залежить від частоти зіткнень, а отже, від кількості атомів у матеріальній середовищі.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://elementy.ru/