Закон Авогадро в химии – формула, следствия и примеры
Закон
Первым исследовал реакции газов Жозеф Гeй-Люссак в 1808 году. Он сформулировал законы теплового расширения газов и объёмных отношений, получив из хлористого водорода и аммиака (двух газов) кристаллическое вещество – NH4Cl (хлорид аммония). Выяснилось, что для его создания необходимо взять одинаковые объёмы газов. При этом если один газ был в избытке, то «лишняя» часть после реакции оставалась неиспользованной.
Чуть позже Авогадро сформулировал вывод о том, что при одинаковых температурах и давлении равные объёмы газов содержат одинаковое количество молекул. При этом газы могут обладать разными химическими и физическими свойствами.
Рис. 1. Амедео Авогадро.
Из закона Авогадро вытекает два следствия:
- первое – один моль газа при равных условиях занимает одинаковый объём;
- второе – отношение масс одинаковых объёмов двух газов равно отношению их молярных масс и выражает относительную плотность одного газа по другому (обозначается D).
Нормальными условиями (н.у.) считаются давление Р=101,3 кПа (1 атм) и температура Т=273 К (0°С). При нормальных условиях молярный объём газов (объём вещества к его количеству) составляет 22,4 л/моль, т.е. 1 моль газа (6,02 ∙ 1023 молекул – постоянное число Авогадро) занимает объём 22,4 л. Молярный объём (Vm) – постоянная величина.
Рис. 2. Нормальные условия.
Решение задач
Главное значение закона – возможность проводить химические расчёты. На основе первого следствия закона можно вычислить количество газообразного вещества через объём по формуле:
n = V/Vm,где V – объём газа, Vm – молярный объём, n – количество вещества, измеряемое в молях.
Второй вывод из закона Авогадро касается расчёта относительной плотности газа (ρ). Плотность высчитывается по формуле m/V. Если рассматривать 1 моль газа, то формула плотности будет выглядеть следующим образом:
ρ(газа) = M/Vm,где M – масса одного моля, т.е. молярная масса.
Для расчёта плотности одного газа по другому газу необходимо знать плотности газов. Общая формула относительной плотности газа выглядит следующим образом:
D(y)x = ρ(x) / ρ(y),где ρ(x) – плотность одного газа, ρ(y) – второго газа.
Если подставить в формулу подсчёт плотности, то получится:
D(y)x = M(х) / Vm / M(y) / Vm.Молярный объём сокращается и остаётся
D(y)x = M(х) / M(y).Рассмотрим пpaктическое применение закона на примере двух задач:
- Сколько литров СО2 получится из 6 моль MgCO3 при реакции разложения MgCO3 на оксид магния и углекислый газ (н.у.)?
- Чему равна относительная плотность CO2 по водороду и по воздуху?
Сначала решим первую задачу.
Дано:n(MgCO3) = 6 моль
V(СО2) = ?
Решение:
MgCO3 = MgO+CO2
Количество карбоната магния и углекислого газа одинаково (по одной молекуле), поэтому n(CO2) = n(MgCO3) = 6 моль. Из формулы n = V/Vm можно вычислить объём:
V = nVm, т.е. V(CO2) = n(CO2) ∙ Vm = 6 моль ∙ 22,4 л/моль = 134,4 л
Ответ: V(СО2) = 134,4 л Решение второй задачи:
- D(H2)CO2 = M(CO2) / M(H2) = 44 г/моль / 2 г/моль = 22;
- D(возд)CO2 = M(CO2) / M(возд) = 44 г/моль / 29 г/моль = 1,52.
Рис. 3. Формулы количества вещества по объёму и относительной плотности.
Формулы закона Авогадро работают только для газообразных веществ. Они не применимы к жидкостям и твёрдым веществам.
Что мы узнали?
Согласно формулировке закона равные объёмы газов при одинаковых условиях содержат одинаковое количество молекул. При нормальных условиях (н.у.) величина молярного объёма постоянна, т.е. Vm для газов всегда равняется 22,4 л/моль. Из закона следует, что одинаковое количество молекул разных газов при нормальных условиях занимают одинаковый объём, а также относительная плотность одного газа по другому – отношение молярной массы одного газа к молярной массе второго газа.
Они существенно облегчают жизнь человека, ведь с их помощью можно перевозить пассажиры и грузы на большие расстояния, строить здания, путешествовать...
25 04 2024 4:51:10
С их помощью можно развить различные отрасли промышленности, модернизировать социальную сферу...
23 04 2024 23:13:28
Длина его превышает 2,5 тысячи километров...
22 04 2024 0:36:39
australis – «южный») – самый маленький материк Земли, который расположен одновременно в Восточном и Южном полушарии...
21 04 2024 18:44:43
Главным объектом изучения являются различные геосферы и геосистемы...
20 04 2024 8:25:58
Именно здесь произошел важный переход к оседлому образу жизни, появились условия для возникновения первых крупных государств, получило развитие искусство, культура, науки...
19 04 2024 10:43:44
Родился Дмитрий 25 октября 1852 года в небольшом поселке Пермской губернии в семье священника...
17 04 2024 16:12:19
Наша статья рассказывает о связи основных сословий того времени: феодалов и зависимых крестьян...
16 04 2024 10:26:39
В ней вы узнаете из скольких фаз состоит данный процесс, какие особенности имеет каждая фаза, в какой фазе происходит конъюгация хромосом, что такое кроссинговер и какая результативность каждого этапа деления...
15 04 2024 23:49:52
По мнению всех исследователей, он является огромной кладовой природных богатств, самых разных ресурсов, исчерпаемых и неисчерпаемых, возобновляемых и невозобновляемых...
14 04 2024 16:11:24
Его главной отличительной особенностью является сильная изрезанность береговой линии, образующей большое количество заливов...
12 04 2024 22:58:31
Не будь плодородной почвы на планете, растительный и животный мир был бы невероятно бедным, а рельеф земного шара – однообразным...
11 04 2024 23:39:20
В статье представлена удобная таблица, с помощью которой можно быстро определить, каким члeном предложения является местоимение в каждом конкретном случае...
10 04 2024 9:56:25
Географическую науку можно разделить на два больших раздела: физическую географию с одной стороны и социально-экономическую географию – с другой...
09 04 2024 19:43:47
Рассмотрим общую хаpaктеристику природных ресурсов мира и различные подходы к их классификации...
08 04 2024 9:21:17
Так что же такое молярная масса, и какова ее размерность?
...
07 04 2024 17:42:20
Поэтому начатые им в стране преобразования не могли не затронуть военную сферу...
06 04 2024 4:52:26
Наиболее известен как сын гонщика Дейла Эрнхардта и победитель Дейтона-500...
05 04 2024 23:56:20
На одной площади закономерно сменяют друг друга такие природные комплексы как тайга, степи и лесостепи, муссонные и переменно влажные леса, вечнозеленые жестколистные леса и области высотной зональности...
04 04 2024 4:32:46
На выветривание влияет множество факторов, и, в зависимости от этого, различают три его типа: механическое, органическое и химическое выветривание горных пород...
03 04 2024 17:59:46
Территория республики занимает 4% материка...
01 04 2024 16:18:56
видов морских и пресноводных животных...
31 03 2024 18:21:30
Наиболее известна по ролям в фильмах “Трудности перевода”, “Дневники няни”, “Вики Кристина Барселона”, “Мстители”, “Хичкок” и “Люси”...
30 03 2024 3:37:13
...
28 03 2024 12:37:34
Основная функция нервной системы – управление жизнедеятельностью всего организма...
27 03 2024 2:29:43
Их связывают политические и экономические отношения, географическое разделение труда и прочие факторы...
26 03 2024 9:19:12
Она включает Северный Ледовитый океан, окраины Евразии и Америки...
25 03 2024 13:15:16
Наиболее известен как защитник комaнды «Чикаго Буллз»...
23 03 2024 22:32:15
При рождении в биографии Хоселито было получено имя Хосе Гомез...
22 03 2024 21:46:26
Принадлежность к тому или иному району в зависимости от применяемой классификации определяется или географическим положением, или уровнем развития хозяйства...
21 03 2024 5:43:57
В данной статье мы кратко расскажем о химическом составе клетки, его роли в жизнедеятельности всего организма, узнаем, какая наука изучает данный вопрос...
19 03 2024 23:40:57
Биография Лэнса Армстронга наиболее известна как биография семикратного победителя Тур-де-Франц...
18 03 2024 11:11:39
Между частями такого БСП можно поставить союз и...
17 03 2024 0:26:17
Получить представление о горных системах изучаемой территории...
16 03 2024 18:18:55
На Земле скорпионы живут более 400 млн...
15 03 2024 18:44:49
Но, чтобы путь был счастливым, нужно быть очень внимательным на дороге и соблюдать все правила безопасного поведения...
12 03 2024 18:35:27
В данной статье приведены основы правописания мягкого знака в середине числительных и в конце слов...
11 03 2024 4:29:42
Этого более чем достаточно для всех людей, однако сохранение воды глобальная проблема человечества...
10 03 2024 10:14:31
Это открытие о растяжении пружины является одним из законов теории упругости и выполняет важную роль в науке и технике...
09 03 2024 9:53:55
Наиболее известен как победитель открытого чемпионата Великобритании по гольфу 2001 года...
08 03 2024 16:15:51
Атлас Зарубежной Европы включает все виды карт, здесь можно изучить порядка 40 стран, составляющих этот регион...
07 03 2024 19:20:22
Еще:
Знания -1 :: Знания -2 :: Знания -3 :: Знания -4 :: Знания -5 :: Знания -6 :: Знания -7 :: Знания -8 :: Знания -9 :: Знания -10 :: Знания -11 :: Знания -12 :: Знания -13 :: Знания -14 :: Знания -15 :: Знания -16 :: Знания -17 :: Знания -18 :: Знания -19 :: Знания -20 :: Знания -21 ::
Размножение и развитие животных (3 класс, окружающий мир)
Самая краткая биография Андерсена
Морфологический разбор причастия – примеры морфемного разбора слова по составу
Лица глаголов, как определить – таблица для 1, 2, 3 лица в русском языке
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Московский Кремль и его достопримечательности (2 класс, окружающий мир)
Этапы антропогенеза – основные в таблице (9 класс, биология)
Местоимения 3 лица в русском языке, единственного и множественного числа
Строение глаза и функции его частей в таблице
Наклонение глагола – как определить, таблица с примерами в русском языке
Соляной бунт 1648 года кратко, причины и итоги восстания в таблице
Спряжения глаголов – как определить, таблица 1 и 2 спряжения в русском языке, правило и исключения
Самые большие равнины на территории России: названия, карта, границы, климат и фото
Взаимоотношения между организмами – примеры, хаpaктеристика и таблица
Русско-японская война 1904-1905 гг кратко даты и события в таблице
Самая краткая биография Гайдара
Красота гор, самые высокие горы (доклад 2 класс, окружающий мир)
Естественный и искусственный отбор – сравнение в таблице
Агния Барто биография для детей (3 класс) кратко
Природные зоны России — карта, названия, географическая хаpaктеристика и таблица
Исследователи Северной Америки – история открытия и исследования
Самая краткая биография Бетховена
Какие бывают природные зоны, их основные особенности
Анализаторы человека в таблице, центральные отделы органов чувств
Таблица “Природные зоны климатических поясов”, особенности климата мира
Витамины (таблица по биологии, 8 класс)
Южная Америка (доклад для 2 класса, окружающий мир)
Богдан Хмельницкий краткая биография
Let’s talk! Как научить студентов говорить на любую тему, используя карточки
Мэджик Джонсон (Magic Johnson) краткая биография баскетболиста
Основные природные зоны Канады
Железы внутренней секреции человека в таблице
Какой климат в Северной Америке? Описание, типы, карта и таблица
Самая краткая биография Грига
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Страны Азии и их столицы – список и таблица
Виды мутаций в таблице – хромосомные, генные и геномные (10 класс, биология)
Сходство и различие между митозом и мейозом
На какие вопросы отвечает причастие и деепричастие
Внутреннее строение млекопитающих – таблица кратко
Строение эукариотической клетки в таблице, кратко о функциях (9 класс, биология)
Краткая биография Пастернака Бориса Леонидовича интересное о творчестве писателя
Богатство (обществознание, 5 класс)
Модификационная изменчивость – значение в жизни организма, примеры и особенности
Детритная пищевая цепь – звенья и примеры
Краткая биография Суворова, рассказ о полководце Александре Васильевиче для детей всех классов
Причастие и деепричастие – отличия
Основные события Первой мировой войны – хронология в таблице
Предлоги места в английском языке в таблице (4 класс)
Самая краткая биография Марко Поло
Природная зона Санкт-Петербурга – в какой находится