Das Avogadro-Gesetz ist eines der experimentellen Gasgesetze, das in der Physik eine Beziehung zwischen dem Volumen und der Anzahl der Atome oder Moleküle herstellt, aus denen ein Gas besteht.
Der Name des Gesetzes wurde zu Ehren von Amadeo Avogadro eingeführt, der 1812 seine Hypothese aufstellte. Avogadros Hypothese war, dass zwei gegebene Proben eines idealen Gases mit demselben Volumen und unter denselben Temperatur- und Druckbedingungen dieselbe Anzahl von Teilchen enthalten.
In der Realität verhalten sich reale Gase etwas anders als ideale Gase. Obwohl das Gesetz von Avogadro nur ungefähr gilt, ist es dennoch eine nützliche Annäherung für Chemiker.
Das Avogadro-Prinzip ermöglichte es, innerhalb des Atommodells von Dalton das experimentelle Gesetz der Vereinigung der Volumina des Gay-Lussac-Gesetzes zu erklären.
1983 formulierte Émile Clapeyron das ideale Gasgesetz, indem er die Gesetze von Boyle, Charles und Gay-Lussac mit denen von Avogadro kombinierte.
Was ist das Gesetz von Avogadro?
Das Gesetz von Avogadro ist eines der grundlegenden Gasgesetze. Das Gesetz legt fest, dass „alle Fälle, die dieselben Druck-, Volumen- und Temperaturbedingungen aufweisen, dieselbe Anzahl von Molekülen aufweisen“.
Nehmen wir als Beispiel gleiche Volumina von Stickstoff und Wasserstoff und Stickstoff im gasförmigen Zustand bei gleichen Druck- und Temperaturbedingungen, so stellen wir fest, dass sie die gleiche Anzahl von Molekülen enthalten, die sich nach den idealen Gasgesetzen verhalten.
Avogadros Gesetz Formel
Dieses Gesetz besagt, dass alle Gase, die sich unter gleichen Temperatur- und Druckbedingungen befinden, die gleiche Menge an Substanz haben, die proportional zu ihrem Volumen ist.
Mathematisch kann die Formel für das Gesetz von Avogadro wie folgt ausgedrückt werden:
Wo:
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V1 und V2 sind die Volumina von zwei verschiedenen Gasen
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n1 und n2 sind die Mengen an Gassubstanz (gemessen in Mol) beider Gase.
Wie zu sehen ist, sind die Volumina direkt proportional zu den Gasmolen jeder Substanz.
Was ist Avogadros Zahl?
Die Avogadro-Zahl (oder Avogadro-Konstante) ist eine physikalische Konstante, die die Anzahl der Atome oder Moleküle in einem Mol einer Substanz darstellt. Sie wird mit dem Großbuchstaben N ausgedrückt und beträgt ungefähr 6,02 x 10 23 .
Beispielsweise hat ein Mol Kohlenstoff 6,022 x 10 23 Atome und seine Masse beträgt ungefähr 12 Gramm (12,01070 ± 0,00080 g/mol).
Anwendungen des Gesetzes von Avogadro
Das Gesetz ist wichtig, weil es Ihnen erlaubt, die Menge eines Stoffes aus der Anzahl der Gasmole oder seiner Masse zu berechnen. Es kann auch verwendet werden, um zwischen verschiedenen Konzentrationseinheiten wie Molalität und Molarität umzurechnen .
Auch kann das Avogadro-Gesetz verwendet werden, um die Gasmenge in einem Behälter aus der Molzahl oder dem Druck zu berechnen. Es kann auch verwendet werden, um die Größe von Partikeln zu bestimmen, die in einer Flüssigkeit suspendiert sind.
Beispiele für Avogadros Gesetz
Einige Beispiele für Avogadros Gesetz sind wie folgt:
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Wenn die Temperatur einer Probe des chemischen Elements Calcium erhöht wird, dehnt sich dieses Element aus und hat die gleiche Gesamtzahl von Atomen.
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Wenn ein Heißluftballon aufgeblasen wird, nimmt sein Volumen zu, wenn die Anzahl der Luftmole zunimmt. Anschließend verringert sich bei steigender Temperatur die Molzahl, da das Volumen konstant bleibt. Aus diesem Grund nimmt die Dichte der Flüssigkeit ab und der Ballon steigt.