Просмотр кода страницы Закон Авогадро

'''Зако́н Авога́дро''' — закон, согласно которому в равных объёмах различных газов, взятых при одинаковых температурах и давлениях, содержится одно и то же количество молекул. В виде гипотезы был сформулирован в [[1811 год]]у [[Авогадро, Амедео|Амедео Авогадро]] ([[1776]]—[[1856]]), профессором физики в [[Турин]]е. Гипотеза была подтверждена многочисленными экспериментальными исследованиями и поэтому стала называться ''законом Авогадро'', став впоследствии (через 50 лет, после [[Съезд химиков в Карлсруэ|съезда химиков в Карлсруэ]]) количественной основой современной химии ([[Стехиометрия|стехиометрии]])<ref>{{публикация|книга
|автор=Дикерсон Р., Грей Г., Хейт Дж
|заглавие=Основные законы химии: В 2-х томах. Пер. с англ.
|место=М.
|издательство=Мир
|год=1982
|страниц=652
|иллюстрации=ил
|том=1
|страницы=62—65, 295
}}</ref>. Закон Авогадро точно выполняется для [[Идеальный газ|идеального газа]], а для [[Реальный газ|реальных газов]] он является тем более точным, чем газ более разреженный.

== История ==
Первые количественные исследования реакций между газами принадлежат французскому ученому [[Гей-Люссак, Жозеф Луи|Гей-Люссаку]]. Он является автором законов о тепловом расширении газов и [[Закон объёмных отношений|закона объемных отношений]]. Эти законы были теоретически объяснены в 1811 году итальянским физиком [[Авогадро, Амедео|Амедео Авогадро]]<ref name="Глинка">{{публикация|книга
|автор          = Глинка Н. Л.
|заглавие       = Общая химия
|издание        = 22 изд., испр
|место          = Л.
|издательство   = Химия
|год            = 1977
|страницы       = 18—19
|страниц        = 719
}}</ref>.
Примечательным является тот факт, что при жизни открытие Авогадро осталось незамеченым из-за критики со стороны авторитетных химиков той эпохи — Йёнса Якоба Берцелиуса и Джона Дальтона, которые отрицали возможность существования двухатомных молекул простых веществ. И только в 1858 г. работа Авогадро была случайно обнаружена итальянским химиком Станислао Канниццаро и обнародована в 1860 г. на Первом международном химическом конгрессе химиков в Карлсруэ (Германия).

== Следствия закона ==
'''Первое следствие''' из закона Авогадро: ''один [[Моль (единица измерения)|моль]] (одинаковое количество молей) любого газа при одинаковых — [[Изобарный процесс|изобарных]] и [[Изотермический процесс|изотермических]] — условиях занимает [[Изохорный процесс|одинаковый объём]]''.

Согласно закону Авогадро, одно и то же количество молекул любого газа занимает при одинаковых условиях один и тот же объём. С другой стороны, 1 моль любого вещества содержит (по определению) одинаковое {{не переведено 3|количество частиц| |en|Particle number}} (например, молекул). Отсюда следует, что при определённых температуре и давлении 1 моль любого вещества в газообразном состоянии занимает один и тот же объём.

В частности, при [[Стандартные условия|нормальных условиях]], то есть при 0 °C (273,15 К) и 101,325 кПа, '''объём 1 моля газа равен {{nobr|22,413 962(13) л}}'''. Эту физическую константу называют ''стандартным [[Молярный объём|молярным объёмом]] идеального газа'' и обозначают {{math|''V''<sub>m</sub>}}. Найти молярный объём при других температуре и давлении можно с помощью [[Уравнение состояния идеального газа|уравнения Клапейрона]]:
: <math>V_{\rm m} = \frac{RT}{p}</math>, где ''R'' ≈ 8,314 Дж/(моль·К) — [[универсальная газовая постоянная]].

'''Второе следствие''' из закона Авогадро: ''[[молярная масса]] первого газа равна произведению молярной массы второго газа на [[Относительная плотность|относительную плотность]] первого газа ко второму''.

Это положение имело важное значение для развития химии, так как оно дает возможность определять молекулярную массу веществ, способных переходить в газообразное или парообразное состояние (см. [[Атомно-молекулярное учение]]). Если через {{math|μ}} обозначить молекулярную массу вещества и через {{math|ρ′}} — его [[Относительная плотность|относительную плотность]] в газообразном состоянии, то отношение {{math|μ / ρ′}} должно быть постоянным для всех веществ. Опыт показал, что для всех изученных веществ, переходящих в газообразное состояние без разложения, эта постоянная равна {{nobr|28,9 [[а.е.м.]]}} (атомных единицы массы), если при определении относительную плотность исходить из плотности [[воздух]]а; но эта постоянная будет равняться {{nobr|2 а.е.м.}}, если принять за единицу плотность [[водород]]а. Обозначив эту постоянную, или, что то же, общее для всех газов отношение молекулярной массы к относительной плотности через {{math|''С''}}, мы из формулы имеем с другой стороны {{math|μ′ {{=}} ρ′''C''}}. Так как относительная плотность {{math|ρ′}} газа определяется легко, то, подставив её значение в формулу, можно вывести и неизвестную молекулярную массу данного вещества.

== Пример использования закона Авогадро ==
[[Элементный анализ]] одного из [[углеводород]]ов, выполненный [[Бутлеров, Александр Михайлович|А. М. Бутлеровым]], указывал, что отношение атомного содержания [[углерод]]а к водороду составляет в нём 1 к 2, а потому его относительный состав может быть выражен формулой СН<sub>2</sub> или C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>, C<sub>4</sub>H<sub>8</sub> и вообще (СН<sub>2</sub>){{math|<sub>''n''</sub>}}. Молекулярная масса этого углеводорода определяется, следуя закону Авогадро, из плотности его пара, которая оказалась в 5,85 раз больше плотности воздуха; отсюда молекулярная масса этого вещества равна {{nobr|{{math|ρ′''C''}} {{=}} 5,85 · 28,9 а.е.м. {{=}} 169,06 а.е.м.}} Формуле [[циклоундекан|C<sub>11</sub>H<sub>22</sub>]] отвечает молекулярная масса {{nobr|154 а.е.м.}}, формуле [[циклододекан|C<sub>12</sub>H<sub>24</sub>]] — {{nobr|168 а.е.м.}}, а [[циклотридекан|C<sub>13</sub>H<sub>26</sub>]] — {{nobr|182 а.е.м.}} Формула C<sub>12</sub>H<sub>24</sub> ([[циклододекан]]) близко отвечает наблюдаемой величине, а потому она и должна выражать собой состав молекулы исследуемого углеводорода (CH{{sub|2}}){{math|{{sub|''n''}}}}.

== Примечания ==
{{примечания}}

== Литература ==
* {{ФЭС|статья=Авогадро закон|с=8}}

== Ссылки ==
* {{ВТ-ЭСБЕ|Авогадро закон}}

{{Законы химии}}

[[Категория:Химические законы и уравнения]]
[[Категория:Термодинамика]]
[[Категория:Физические законы|Авогадро]]
[[Категория:Физическая химия]]
[[Категория:Количество вещества]]
[[Категория:Именные законы и правила|Авогадро]]