アボガドロの法則を理解する

当初、化学者は、体積比の法則で知られているガイ・ルサックでさえ、反応物と生成物のガスの体積が単純な整数比である理由を説明できませんでした。これは、当時、化学者が元素の粒子を原子と見なし、亜原子粒子(電子、陽子、中性子)がまだ知られていないためです。この問題は、1811年にイタリアの物理学者アマデオアボガドロがアボガドロ仮説と呼ばれる仮説を表明したときに答えられました。

に基づく アボガドロの法則、 元素の粒子は独立した原子である必要はなく、元素分子と呼ばれる同じ原子のいくつかの組み合わせである可能性があると述べられています。

これに基づいて、Avogadroは、「同じ温度と圧力で、同じ体積のガスには同じ数の分子が含まれている」という仮説を提案しています。

したがって、気体物質の体積比は反応中の分子数の比と同じであるか、気体物質の体積比は等価反応式の係数の比であると結論付けることができます。たとえば、水の形成では、Guy Lussacによる体積比は2:1:2です。

(また読む:化学における固定比較の法則)

原子が独立していて、反応方程式を使用して書かれている場合、体積比は2:1:1になるため、化学者はそれを説明できませんでした。

2H(g) + 1O(g) -> 1H2O(g)

これは確かに実行された実験と一致していません。しかし、アボガドロの法則を使用することで、これを説明できます。これは、水の形成において、水素、酸素、および水の各分子の比率が体積比と同じであるため、2:1:2です。次に、水を形成するプロセスは次の方程式で書くことができます。

2H2(g) + O2(g) -> 2H2O(g)

ただし、係数1は通常書き留められないため、上記の式は次のように書くことができます。

2H2(g) + O2(g) -> 2H2O(g)

アボガドロの法則によれば、STP状態の1モルのガスは22.4リットルの体積を占め、1モルのガスは6.02 x 1023の物質の素粒子(原子または分子)を持っています。アボガドロの法則は、次の関係を適用します。

ガス量X /ガス量y =ガス分子数X /ガス分子数y =ガス係数x /ガス係数y

例:

特定の温度と圧力で、H2ガスはNガスと反応します2 NHガスを形成する3 体積比は3:1:2です。 7.525 x 1022分子の水素ガスが反応している場合、いくつのアンモニア分子が形成されますか?

回答

アボガドロの法則によれば、同じ温度と圧力で、同じ体積のガスは同じ数の分子を持ちます。

H2(g) + 3N2(g) -> 2NH3(g)

3 L 1 L 2L

総NH3 形成= 2VNH3/ 3VH2 = x / 7.52 x 1022

x = 5.02 x1022分子。

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