Formula avogadro constantă. Care este numărul lui Avogadro? Calculul volumului de gaz pentru condiții normale

legea lui Avogadro

În zorii dezvoltării teoriei atomice (), A. Avogadro a prezentat o ipoteză conform căreia, la aceeași temperatură și presiune, volume egale de gaze ideale conțin același număr de molecule. Această ipoteză s-a dovedit mai târziu a fi o consecință necesară a teoriei cinetice și este acum cunoscută sub numele de legea lui Avogadro. Poate fi formulat astfel: un mol de orice gaz la aceeași temperatură și presiune ocupă același volum, în condiții normale egale 22,41383 . Această cantitate este cunoscută ca volumul molar al unui gaz.

Avogadro însuși nu a estimat numărul de molecule dintr-un anumit volum, dar a înțeles că aceasta este o valoare foarte mare. Prima încercare de a găsi numărul de molecule care ocupă un volum dat a fost făcută de J. Loschmidt; s-a constatat că 1 cm³ dintr-un gaz ideal în condiții normale conține 2,68675·10 19 molecule. După numele acestui om de știință, valoarea indicată a fost numită numărul Loschmidt (sau constantă). De atunci a fost dezvoltat număr mare metode independente de determinare a numărului lui Avogadro. Acordul excelent între valorile obținute este o dovadă convingătoare a existenței reale a moleculelor.

Relația dintre constante

• Prin produsul constantei lui Boltzmann, constanta universală a gazului, R=kN A.
• Constanta lui Faraday este exprimată prin produsul sarcinii electrice elementare și numărul lui Avogadro, F=eN A.

Vezi si

Fundația Wikimedia. 2010.

Vedeți ce este „Constanta lui Avogadro” în alte dicționare:

constanta lui Avogadro- Avogadro constant statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Apibrėžtį žr. Priede. priedas(ai) Grafinis formatas atitikmenys: engl. Avogadro constant vok. Avogadro Constante, f; Avogadrosche Konstante, f rus. Constanta lui Avogadro... Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

constanta lui Avogadro- Avogadro constant statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. constanta lui Avogadro; Numărul lui Avogadro vok. Avogadro Constante, f; Avogadrosche Konstante, f rus. constanta lui Avogadro, f; numărul lui Avogadro, n pranc. constante d'Avogadro, f; nombre… … Fizikos terminų žodynas

constanta lui Avogadro- Avogadro constant statusas T sritis Energetika apibrėžtis Apibrėžtį žr. Priede. priedas(ai) MS Word formatas atitikmenys: engl. vok constant al lui Avogadro. Avogadro Constante, f; Avogadrosche Konstante, f rus. constanta lui Avogadro, f; constant... ... Aiškinamasis šiluminės și branduolinės technikos terminų žodynas

- (numărul Avogadro) (NA), numărul de molecule sau atomi dintr-un mol de substanță; NA=6,022?1023 mol 1. Numit după A. Avogadro... Enciclopedie modernă

constanta lui Avogadro- (numărul Avogadro) (NA), numărul de molecule sau atomi dintr-un mol de substanță; NA=6,022´1023 mol 1. Numit după A. Avogadro. ... Dicţionar Enciclopedic Ilustrat

Avogadro Amedeo (9.8.1776, Torino, ‒ 9.7.1856, ibid.), fizician și chimist italian. A primit licența în drept, apoi a studiat fizica și matematica. Membru corespondent (1804), academician obișnuit (1819) și apoi director al departamentului... ...

- (Avogadro) Amedeo (9.8.1776, Torino, 9.7.1856, ibid.), fizician și chimist italian. A primit licența în drept, apoi a studiat fizica și matematica. Membru corespondent (1804), academician obișnuit (1819) și apoi director al departamentului de fizică... ... Marea Enciclopedie Sovietică

Constanta de structură fină, de obicei desemnată ca, este o constantă fizică fundamentală care caracterizează puterea interacțiunii electromagnetice. A fost introdus în 1916 fizician german Arnold Sommerfeld ca măsură... ... Wikipedia

- (numărul lui Avogadro), numărul de elemente structurale (atomi, molecule, ioni sau altele) în unități. numărul de va în va (într-un dig). Numit în onoarea lui A. Avogadro, desemnat NA. A.p este una dintre constantele fizice fundamentale, esențiale pentru determinarea multiplicității... Enciclopedie fizică

CONSTANT- o cantitate care are o valoare invariabilă în zona de utilizare; (1) P. Avogadro este la fel cu Avogadro (vezi); (2) P. Boltzmann mărime termodinamică universală relaționând energia particulă elementară cu temperatura ei; notat cu k,…… Marea Enciclopedie Politehnică

Cărți

• Biografii ale constantelor fizice. Povești fascinante despre constantele fizice universale. Problema 46
• Biografii ale constantelor fizice. Povești fascinante despre constantele fizice universale, O. P. Spiridonov. Această carte este dedicată luării în considerare a constantelor fizice universale și rolului lor important în dezvoltarea fizicii. Scopul cărții este să povestească într-o formă populară despre apariția în istoria fizicii...

Omul de știință italian Amedeo Avogadro, contemporan cu A. S. Pușkin, a fost primul care a înțeles că numărul de atomi (molecule) dintr-un gram-atom (mol) al unei substanțe este același pentru toate substanțele. Cunoașterea acestui număr deschide calea spre estimarea dimensiunilor atomilor (moleculelor). În timpul vieții lui Avogadro, ipoteza lui nu a primit recunoașterea cuvenită. Dedicat istoriei numărului lui Avogadro O carte noua Evgeniy Zalmanovich Meilikhov, profesor la MIPT, cercetător șef la Centrul Național de Cercetare „Institutul Kurchatov”.

Dacă, în urma unei catastrofe globale, toate cunoștințele acumulate ar fi distruse și numai o singură frază ar fi venit pentru generațiile viitoare de ființe vii, atunci ce afirmație, compusă din cel mai mic număr de cuvinte, ar aduce cele mai multe informații? Cred că aceasta este ipoteza atomică:<...>Toate corpurile constau din atomi - corpuri mici în mișcare continuă.

R. Feynman, " Prelegeri Feynman la fizica"

Numărul lui Avogadro (constanta lui Avogadro, constanta lui Avogadro) este definit ca numărul de atomi din 12 grame de izotop pur carbon-12 (12 C). Este de obicei desemnat ca N A, mai rar L. Valoarea numărului lui Avogadro recomandat de CODATA (Grupul de lucru pentru constante fundamentale) în 2015: N A = 6,02214082(11) 10 23 mol −1. O aluniță este cantitatea de substanță pe care o conține N A elementele structurale (adică același număr de elemente ca și atomii conținuti în 12 g de 12 C), iar elementele structurale sunt de obicei atomi, molecule, ioni etc. Prin definiție, unitatea de masă atomică (a.m.u.) este egală cu 1/12 masa unui atom este de 12 C. Un mol (gram-mol) al unei substanțe are o masă (masă molară) care, atunci când este exprimată în grame, este numeric egală cu masa moleculară a acelei substanțe (exprimată în unităţi de masă atomică). De exemplu: 1 mol de sodiu are o masă de 22,9898 g și conține (aproximativ) 6,02 10 23 atomi, 1 mol de fluorură de calciu CaF 2 are o masă de (40,08 + 2 18,998) = 78,076 g și conține (aproximativ) 6. 02 · 10 23 molecule.

La sfârșitul anului 2011, la a XXIV-a Conferință Generală a Greutăților și Măsurilor, a fost adoptată în unanimitate o propunere de definire a aluniței într-o versiune viitoare. Sistemul internațional unități (SI) într-un mod care să evite să fie legat de definiția gramului. Este de așteptat ca în 2018 alunița să fie determinată direct de numărul Avogadro, căruia i se va atribui o valoare exactă (fără eroare) pe baza rezultatelor măsurătorilor recomandate de CODATA. Între timp, numărul lui Avogadro nu este o valoare acceptată, ci o valoare măsurabilă.

Această constantă poartă numele celebrului chimist italian Amedeo Avogadro (1776–1856), care, deși el însuși nu cunoștea acest număr, a înțeles că este o valoare foarte mare. În zorii dezvoltării teoriei atomice, Avogadro a prezentat o ipoteză (1811), conform căreia, la aceeași temperatură și presiune, volume egale de gaze ideale conțin același număr de molecule. Această ipoteză s-a dovedit mai târziu a fi o consecință a teoriei cinetice a gazelor și este acum cunoscută sub numele de legea lui Avogadro. Poate fi formulat astfel: un mol de orice gaz la aceeași temperatură și presiune ocupă același volum, în condiții normale egal cu 22,41383 litri (condițiile normale corespund presiunii P 0 = 1 atm și temperatură T 0 = 273,15 K). Această cantitate este cunoscută ca volumul molar al unui gaz.

Prima încercare de a găsi numărul de molecule care ocupă un anumit volum a fost făcută în 1865 de J. Loschmidt. Din calculele sale a rezultat că numărul de molecule pe unitatea de volum de aer este de 1,8 10 18 cm −3, ceea ce, după cum sa dovedit, este de aproximativ 15 ori mai mic. valoarea corectă. Opt ani mai târziu, J. Maxwell a dat o estimare mult mai apropiată de adevăr - 1,9 · 10 19 cm −3. În cele din urmă, în 1908, Perrin oferă o evaluare acceptabilă: N A = 6,8 10 23 mol −1 Numărul lui Avogadro, găsit din experimente privind mișcarea browniană.

De atunci, au fost dezvoltate un număr mare de metode independente pentru determinarea numărului lui Avogadro, iar măsurători mai precise au arătat că de fapt 1 cm 3 dintr-un gaz ideal în condiții normale conține (aproximativ) 2,69 x 10 19 molecule. Această mărime se numește număr Loschmidt (sau constantă). Corespunde cu numărul lui Avogadro N A ≈ 6,02 · 10 23 .

Numărul lui Avogadro este una dintre constantele fizice importante care au jucat un rol important în dezvoltarea Stiintele Naturii. Dar este o „constantă fizică universală (fundamentală)”? Termenul în sine este nedefinit și este de obicei asociat cu un tabel mai mult sau mai puțin detaliat de valori numerice ale constantelor fizice care ar trebui să fie utilizate pentru a rezolva probleme. În acest sens, constantele fizice fundamentale sunt adesea considerate acele cantități care nu sunt constante ale naturii și își datorează existența doar unui sistem ales de unități (cum ar fi constantele magnetice și electrice ale vidului) sau acordurilor internaționale convenționale (cum ar fi unitate de masă atomică) . În număr constante fundamentale includ adesea multe cantități derivate (de exemplu, constanta de gaz R, raza electronilor clasice r e = e 2 / m e c 2 etc.) sau, ca și în cazul volumului molar, valoarea unui parametru fizic legat de condiții experimentale specifice, care au fost alese doar din motive de comoditate (presiune 1 atm și temperatură 273,15 K). Din acest punct de vedere, numărul lui Avogadro este o constantă cu adevărat fundamentală.

Această carte este dedicată istoriei și dezvoltării metodelor de determinare a acestui număr. Epopeea a durat aproximativ 200 de ani și în diferite etape a fost asociată cu diverse modele și teorii fizice, dintre care multe nu și-au pierdut relevanța până în prezent. Cele mai strălucite minți științifice au avut o mână de lucru în această poveste - numiți doar A. Avogadro, J. Loschmidt, J. Maxwell, J. Perrin, A. Einstein, M. Smoluchowski. Lista ar putea continua...

Autorul trebuie să recunoască că ideea cărții nu i-a aparținut lui, ci lui Lev Fedorovich Soloveichik, colegul său de clasă la Institutul de Fizică și Tehnologie din Moscova, un om care a fost angajat în cercetare și dezvoltare aplicată, dar a rămas un romantic. fizician la suflet. Aceasta este o persoană care (una dintre puținele) continuă „chiar și în epoca noastră crudă” să lupte pentru o adevărată educație fizică „superioară” în Rusia, apreciază și, în măsura în care poate, promovează frumusețea și grația ideilor fizice. . Se știe că din complotul pe care A. S. Pușkin i-a dat lui N. V. Gogol a apărut o comedie strălucitoare. Desigur, nu este cazul aici, dar poate că această carte va părea utilă și cuiva.

Această carte nu este o lucrare de „știință populară”, deși poate părea așa la prima vedere. Se discută despre fizica serioasă pe un fundal istoric, folosește matematică serioasă și discută modele științifice destul de complexe. De fapt, cartea constă din două părți (nu întotdeauna bine delimitate), concepute pentru diferiți cititori - unii o pot considera interesantă din punct de vedere istoric și chimic, în timp ce alții se pot concentra pe latura fizică și matematică a problemei. Autorul a avut în vedere un cititor curios - un student al Facultății de Fizică sau Chimie, deloc străin de matematică și pasionat de istoria științei. Există astfel de studenți? Autorul nu știe răspunsul exact la această întrebare, dar, pe baza propriei experiențe, speră că există.

Introducere (abreviată) în carte: numărul lui Meilikhov E. Z. Avogadro. Cum să vezi un atom. - Dolgoprudny: Editura „Intelligence”, 2017.

Legea lui Avogadro a fost formulată de chimistul italian Amadeo Avogadro în 1811 și a fost de mare importanță pentru dezvoltarea chimiei la acea vreme. Cu toate acestea, nici astăzi nu și-a pierdut relevanța și semnificația. Să încercăm să formulăm legea lui Avogadro, va suna cam așa.

Formularea legii lui Avogadro

Deci, legea lui Avogadro spune că la aceleași temperaturi și în volume egale de gaze vor fi conținute același număr de molecule, indiferent atât de natura lor chimică, cât și de proprietăți fizice. Acest număr este o anumită constantă fizică egală cu numărul de molecule și ioni conținute într-un mol.

Inițial, legea lui Avogadro a fost doar o ipoteză a unui om de știință, dar mai târziu această ipoteză a fost confirmată de un număr mare de experimente, după care a intrat în știință sub numele de „legea lui Avogadro”, care era destinată să devină legea fundamentală pentru gazele ideale.

Formula legii lui Avogadro

Însuși descoperitorul legii credea că constanta fizică este o cantitate mare, dar nu știa care dintre ele. După moartea sa, în decursul a numeroase experimente, s-a stabilit numărul exact de atomi conținuți în 12 g de carbon (mai exact 12 g este unitatea de masă atomică a carbonului) sau într-un volum molar de gaz egal cu 22,41 litri. Această constantă a fost numită „numărul lui Avogadro” în onoarea omului de știință, este desemnată ca NA, mai rar L și este egală cu 6,022 * 10 23. Cu alte cuvinte, numărul de molecule ale oricărui gaz într-un volum de 22,41 litri va fi același atât pentru gazele ușoare, cât și pentru cele grele.

Formula matematică a legii lui Avogadro poate fi scrisă după cum urmează:

Unde, V este volumul de gaz; n este cantitatea unei substanțe, care este raportul dintre masa substanței și masa sa molară; VM este constanta proporționalității sau a volumului molar.

Aplicarea legii lui Avogadro

Aplicarea practică ulterioară a legii lui Avogadro i-a ajutat foarte mult pe chimiști să determine formule chimice multe conexiuni.

Mol este cantitatea dintr-o substanță care conține același număr de elemente structurale ca și atomi conținuti în 12 g de 12 C, iar elementele structurale sunt de obicei atomi, molecule, ioni etc. Masa unui mol de substanță, exprimat în grame, este numeric egal cu molul său. masa. Astfel, 1 mol de sodiu are o masă de 22,9898 g şi conţine 6,02·10 23 atomi; 1 mol de fluorură de calciu CaF2 are o masă de (40,08 + 2 18,998) = 78,076 g și conține 6,02 10 23 molecule, la fel ca și 1 mol de tetraclorură de carbon CCl 4, a cărei masă este (12,011 + 4 383 1453) = 1453,382. g, etc.

legea lui Avogadro.

În zorii dezvoltării teoriei atomice (1811), A. Avogadro a prezentat o ipoteză conform căreia, la aceeași temperatură și presiune, volume egale de gaze ideale conțin același număr de molecule. Această ipoteză s-a dovedit mai târziu a fi o consecință necesară a teoriei cinetice și este acum cunoscută sub numele de legea lui Avogadro. Poate fi formulat astfel: un mol de orice gaz la aceeași temperatură și presiune ocupă același volum, la temperatură și presiune standard (0 ° C, 1,01×10 5 Pa) egală cu 22,41383 litri. Această cantitate este cunoscută ca volumul molar al unui gaz.

Avogadro însuși nu a estimat numărul de molecule dintr-un anumit volum, dar a înțeles că aceasta este o valoare foarte mare. Prima încercare de a găsi numărul de molecule care ocupă un volum dat a fost făcută în 1865 de J. Loschmidt; Sa constatat că 1 cm 3 dintr-un gaz ideal în condiții normale (standard) conține 2,68675 × 10 19 molecule. După numele acestui om de știință, valoarea indicată a fost numită numărul Loschmidt (sau constantă). De atunci, au fost dezvoltate un număr mare de metode independente pentru determinarea numărului lui Avogadro. Acordul excelent între valorile obținute este o dovadă convingătoare a existenței reale a moleculelor.

Metoda Loschmidt

prezintă doar interes istoric. Se bazează pe presupunerea că gaz lichefiat constă din molecule sferice strânse. Măsurând volumul de lichid care s-a format dintr-un anumit volum de gaz și cunoscând aproximativ volumul moleculelor de gaz (acest volum ar putea fi reprezentat pe baza unor proprietăți ale gazului, de exemplu, vâscozitatea), Loschmidt a obținut o estimare a lui Avogadro. numărul ~10 22.

Determinare bazată pe măsurarea sarcinii unui electron.

O unitate a cantității de electricitate cunoscută sub numele de număr Faraday F, este sarcina purtată de un mol de electroni, adică F = Ne, Unde e- sarcina electronilor, N– numărul de electroni într-un mol de electroni (adică numărul lui Avogadro). Numărul Faraday poate fi determinat prin măsurarea cantității de energie electrică necesară pentru a dizolva sau a precipita 1 mol de argint. Măsurătorile atente efectuate de Biroul Național de Standarde din SUA au dat valoarea F= 96490,0 C, iar sarcina electronului, măsurată prin diferite metode (în special, în experimentele lui R. Millikan), este egală cu 1,602×10 –19 C. De aici puteți găsi N. Această metodă de determinare a numărului lui Avogadro pare a fi una dintre cele mai precise.

experimentele lui Perrin.

Pe baza teoriei cinetice, a fost obținută o expresie care include numărul lui Avogadro care descrie scăderea densității unui gaz (de exemplu, aer) odată cu înălțimea coloanei acestui gaz. Dacă am putea calcula numărul de molecule din 1 cm 3 de gaz la două înălțimi diferite, atunci, folosind expresia de mai sus, am putea găsi N. Din păcate, acest lucru este imposibil de făcut, deoarece moleculele sunt invizibile. Totuși, în 1910 J. Perrin a arătat că expresia menționată este valabilă și pentru suspensiile de particule coloidale care sunt vizibile la microscop. Numărând numărul de particule situate la diferite înălțimi în coloana de suspensie a dat numărul lui Avogadro 6,82 × 10 23 . Dintr-o altă serie de experimente în care a fost măsurată deplasarea rădăcină-pătrată medie a particulelor coloidale ca urmare a mișcării lor browniene, Perrin a obținut valoarea N= 6,86Х10 23. Ulterior, alți cercetători au repetat unele dintre experimentele lui Perrin și au obținut valori care sunt în bună concordanță cu cele acceptate în prezent. Trebuie remarcat faptul că experimentele lui Perrin au marcat un punct de cotitură în atitudinea oamenilor de știință față de teoria atomică a materiei - anterior, unii oameni de știință o considerau ca pe o ipoteză. W. Ostwald, un chimist remarcabil al acelei vremuri, a exprimat această schimbare de opinii astfel: „Corespondența mișcării browniene cu cerințele ipotezei cinetice... i-a forțat chiar și pe cei mai pesimiști oameni de știință să vorbească despre demonstrarea experimentală a teoriei atomice. .”

Calcule folosind numărul lui Avogadro.

Folosind numărul lui Avogadro, s-au obținut valori exacte ale masei atomilor și moleculelor multor substanțe: sodiu, 3,819×10 –23 g (22,9898 g/6,02×10 23), tetraclorură de carbon, 25,54×10 –23 g etc. . De asemenea, se poate demonstra că 1 g de sodiu ar trebui să conțină aproximativ 3x1022 atomi ai acestui element.
Vezi si

Materia este formată din molecule. Prin moleculă înțelegem cea mai mică particulă a acestei substante, conservarea Proprietăți chimice a acestei substante.

Cititor: În ce unități se măsoară masa moleculelor?

Autor: Masa unei molecule poate fi măsurată în orice unitate de masă, de exemplu în tone, dar deoarece masele moleculelor sunt foarte mici: ~10–23 g, atunci pentru confort a introdus o unitate specială - unitate de masă atomică(a.e.m.).

Unitatea de masă atomicăse numește valoare egală cu masa atomului de carbon 6 C 12.

Notația 6 C 12 înseamnă: un atom de carbon având o masă de 12 amu. iar sarcina nucleară este de 6 sarcini elementare. În mod similar, 92 U 235 este un atom de uraniu cu o masă de 235 amu. iar sarcina nucleului este de 92 de sarcini elementare, 8 O 16 este un atom de oxigen cu masa de 16 amu iar sarcina nucleului este de 8 sarcini elementare etc.

Cititor: De ce a fost ales ca unitate atomică de masă? (dar nu sau ) parte din masa unui atom și în special carbon, și nu oxigen sau plutoniu?

S-a stabilit experimental că 1 g » 6,02×10 23 amu.

Se numește numărul care arată de câte ori masa a 1 g este mai mare decât 1 amu numărul lui Avogadro: N A = 6,02×10 23.

De aici

N A × (1 amu) = 1 g (5,1)

Neglijând masa electronilor și diferența dintre masele unui proton și al unui neutron, putem spune că numărul lui Avogadro arată aproximativ câți protoni (sau, ceea ce este aproape același lucru, atomi de hidrogen) trebuie luați pentru a forma o masă de 1 g (Fig. 5.1).

Cârtiță

Masa unei molecule, exprimată în unități de masă atomică, se numește greutate moleculară relativă .

Desemnat Domnul(r– din relativ – relativ), de exemplu:

12 a.m.u. = 235 a.m.u.

O porțiune dintr-o substanță care conține același număr de grame dintr-o anumită substanță ca și numărul de unități de masă atomică pe care o moleculă dintr-o anumită substanță le conține se numește roagă-te(1 mol).

De exemplu: 1) greutatea moleculară relativă a hidrogenului H2: prin urmare, 1 mol de hidrogen are o masă de 2 g;

2) greutatea moleculară relativă a dioxidului de carbon CO 2:

12 amu + 2×16 a.m.u. = 44 amu

prin urmare, 1 mol de CO 2 are o masă de 44 g.

Afirmație. Un mol din orice substanță conține același număr de molecule: N A = 6,02×10 23 buc.

Dovada. Fie masa moleculară relativă a unei substanțe Domnul(a.m.) = Domnul× (1 amu). Apoi, conform definiției, 1 mol dintr-o substanță dată are o masă Domnul(d) = Domnul×(1 g). Lăsa N este numărul de molecule dintr-un mol, atunci

N×(masa unei molecule) = (masa unui mol),

Alunița este unitatea de măsură de bază în SI.

cometariu. O alunita poate fi definita diferit: 1 mol este N A = = 6,02×10 23 molecule din această substanță. Atunci este ușor de înțeles că masa unui mol este egală cu Domnul(G). Într-adevăr, o moleculă are o masă Domnul(a.u.m.), adică

(masa unei molecule) = Domnul× (1 amu),

(masa unui mol) = N A ×(masa unei molecule) =

= N A × Domnul× (1 amu) = .

Se numește masa a 1 mol Masă molară a acestei substante.

Cititor: Dacă iei masa T ceva substanta Masă molară care este egal cu m, atunci câți alunițe va fi?

Să ne amintim:

Cititor: În ce unități SI ar trebui măsurat m?

, [m] = kg/mol.

De exemplu, masa molară a hidrogenului