Hukum Avogadro Yang Terdiri dari, Unit Pengukuran, Eksperimen Avogadro



itu Hukum Avogadro Ini mendalilkan bahwa volume yang sama dari semua gas, pada suhu dan tekanan yang sama, memiliki jumlah molekul yang sama. Amadeo Avogadro, fisikawan Italia, mengusulkan pada tahun 1811 dua hipotesis: yang pertama mengatakan bahwa atom-atom gas unsur bersama-sama dalam molekul bukannya ada sebagai atom yang terpisah, seperti kata John Dalton.

Hipotesis kedua mengatakan bahwa volume gas yang sama pada tekanan dan suhu konstan memiliki jumlah molekul yang sama. Hipotesis Avogadro terkait dengan jumlah molekul gas tidak diterima sampai 1858, ketika ahli kimia Italia Stanislao Cannizaro membangun sistem kimia logis berdasarkan ini.

Berikut ini dapat disimpulkan dari hukum Avogadro: untuk massa gas ideal yang diberikan, volumenya dan jumlah molekul berbanding lurus jika suhu dan tekanan konstan. Ini juga menyiratkan bahwa volume gas molar yang berperilaku ideal adalah sama untuk semua.

Misalnya, diberi sejumlah balon, berlabel A hingga Z, semuanya terisi hingga mengembang hingga volume 5 liter. Setiap huruf sesuai dengan spesies gas yang berbeda; artinya, molekul-molekulnya memiliki karakteristiknya sendiri. Hukum Avogadro menegaskan bahwa semua balon memiliki jumlah molekul yang sama.

Jika sekarang balon digembungkan menjadi 10 liter, menurut hipotesis Avogadro akan diperkenalkan dua kali jumlah mol gas awal.

Indeks

  • 1 Terdiri dari apa dan unit pengukuran
    • 1.1 Pengurangan nilai R ketika dinyatakan dalam L · atm / K · mol
  • 2 Bentuk hukum Avogadro yang biasa
  • 3 Konsekuensi dan implikasi
  • 4 Origins
    • 4.1 hipotesis Avogadro
    • 4.2 Nomor Avogadro
  • 5 Eksperimen Avogadro
    • 5.1 Eksperimen dengan wadah komersial
  • 6 Contoh
    • 6.1 O2 + 2H2 => 2H2O
    • 6,2 N2 + 3H2 => 2NH3
    • 6,3 N2 + O2 => 2NO
  • 7 Referensi

Terdiri dari apa dan unit pengukuran

Hukum Avogadro menyatakan bahwa, untuk massa gas ideal, volume gas dan jumlah mol berbanding lurus jika suhu dan tekanan konstan. Secara matematis dapat diekspresikan dengan persamaan berikut:

V / n = K

V = volume gas, biasanya dinyatakan dalam liter.

n = jumlah zat yang diukur dalam mol.

Juga, apa yang disebut hukum gas ideal memiliki yang berikut:

PV = nRT

P = tekanan gas biasanya dinyatakan dalam atmosfer (atm), dalam mm merkuri (mmHg) atau dalam Pascal (Pa).

V = volume gas dinyatakan dalam liter (L).

n = jumlah mol.

T = suhu gas dinyatakan dalam derajat Celcius, derajat Fahrenheit atau dalam derajat Kelvin (0 ºC setara dengan 273,15K).

R = konstanta universal gas ideal, yang dapat diekspresikan dalam beberapa unit, di antaranya yang menonjol: 0,08205 L · atm / K.mol (L · atm K-1.mol-1); 8.314 J / K.mol (J.K-1.mol-1) (J is joule); dan 1.987 kal / Kmol (kal.K-1.mol-1) (jeruk nipis adalah kalori).

Pengurangan nilai R ketika dinyatakan dalam L· Atm / K· Mol

Volume yang ditempati oleh satu mol gas pada atmosfer bertekanan dan 0 ºC setara dengan 273K adalah 22.414 liter.

R = PV / T

R = 1 atm x 22,414 (L / mol) / (273 ºK)

R = 0,082 L · atm / mol.K

Persamaan gas ideal (PV = nRT) dapat ditulis sebagai berikut:

V / n = RT / P

Dengan asumsi bahwa suhu dan tekanan adalah konstan, karena R adalah konstan, maka:

RT / P = K

Lalu:

V / n = K

Ini adalah konsekuensi dari hukum Avogadro: keberadaan hubungan konstan antara volume yang ditempati oleh gas ideal dan jumlah mol gas itu, untuk suhu dan tekanan konstan.

Bentuk khas hukum Avogadro

Jika Anda memiliki dua gas, maka persamaan di atas berubah menjadi sebagai berikut:

V1/ n1= V2/ n2

Ungkapan ini juga ditulis sebagai:

V1/ V2= n1/ n2

Di atas menunjukkan hubungan proporsionalitas yang ditunjukkan.

Dalam hipotesisnya, Avogadro menunjukkan bahwa dua gas ideal dalam volume yang sama dan pada suhu dan tekanan yang sama mengandung jumlah molekul yang sama..

Dengan ekstensi, hal yang sama terjadi dengan gas nyata; misalnya, volume O yang sama2 dan N.2 Ini berisi jumlah molekul yang sama ketika berada pada suhu dan tekanan yang sama.

Gas nyata menunjukkan penyimpangan kecil dari perilaku ideal. Namun, hukum Avogadro kira-kira berlaku untuk gas nyata pada tekanan rendah dan pada suhu tinggi.

Konsekuensi dan implikasi

Konsekuensi paling signifikan dari hukum Avogadro adalah bahwa konstanta R untuk gas ideal memiliki nilai yang sama untuk semua gas.

R = PV / nT

Jadi, jika R konstan untuk dua gas:

P1V1/ nT1= P2V2/ n2T2 = konstan

Sufiks 1 dan 2 mewakili dua gas ideal yang berbeda. Kesimpulannya adalah bahwa konstanta gas ideal untuk 1 mol gas tidak tergantung pada sifat gas. Kemudian, volume yang ditempati oleh jumlah gas ini pada suhu dan tekanan yang diberikan akan selalu sama.

Salah satu konsekuensi dari penerapan hukum Avogadro adalah temuan bahwa 1 mol gas menempati volume 22.414 liter pada tekanan 1 atmosfer dan pada suhu 0 ºC (273K).

Konsekuensi lain yang jelas adalah sebagai berikut: jika tekanan dan suhu konstan, ketika jumlah gas meningkat, volumenya juga akan meningkat.

Asal

Pada tahun 1811, Avogadro mengemukakan hipotesisnya berdasarkan teori atom Dalton dan hukum Gay-Lussac tentang vektor gerakan molekul..

Gay-Lussac menyimpulkan pada tahun 1809 bahwa "gas, berapa pun proporsi di mana mereka dapat digabungkan, selalu memunculkan senyawa yang unsur-unsurnya diukur dalam volume selalu berlipat ganda dari yang lain".

Penulis yang sama juga menunjukkan bahwa "kombinasi gas selalu terjadi menurut hubungan volume yang sangat sederhana".

Avogadro mencatat bahwa reaksi kimia fase gas melibatkan spesies molekul baik reaktan maupun produk.

Menurut pernyataan ini, hubungan antara molekul reaktan dan produk harus diperlakukan sebagai bilangan bulat, karena keberadaan kerusakan ikatan sebelum reaksi (atom individu) tidak mungkin terjadi. Namun, jumlah molar dapat diekspresikan dengan nilai fraksional.

Untuk bagiannya, hukum volume kombinasi menyatakan bahwa hubungan numerik antara volume gas juga sederhana dan lengkap. Ini menghasilkan hubungan langsung antara volume dan jumlah molekul dari spesies gas.

Hipotesis Avogadro

Avogadro mengusulkan bahwa molekul gas itu bersifat diatomik. Ini menjelaskan bagaimana dua volume molekul hidrogen bergabung dengan volume molekul oksigen untuk menghasilkan dua volume air.

Selain itu, Avogadro mengusulkan bahwa jika volume gas yang sama mengandung jumlah partikel yang sama, hubungan antara kepadatan gas harus sama dengan rasio antara massa molekul dari partikel-partikel ini..

Jelas, membagi d1 antara d2 berasal dari hasil bagi m1 / m2, karena volume yang ditempati oleh massa gas adalah sama untuk kedua spesies dan dibatalkan:

d1 / d2 = (m1 / V) / (m2 / V)

d1 / d2 = m1 / m2

Nomor Avogadro

Satu mol mengandung 6.022 x 1023 molekul atau atom. Sosok ini disebut nomor Avogadro, meski bukan dia yang menghitungnya. Jean Pierre, Hadiah Nobel 1926, melakukan pengukuran yang sesuai dan menyarankan nama itu untuk menghormati Avogadro.

Eksperimen Avogadro

Demonstrasi hukum Avogadro yang sangat sederhana adalah menempatkan asam asetat ke dalam botol kaca dan kemudian menambahkan natrium bikarbonat, menutup mulut botol dengan balon yang mencegah masuk atau keluarnya gas di dalam botol..

Asam asetat bereaksi dengan natrium bikarbonat, sehingga menghasilkan pelepasan CO2. Gas menumpuk di balon yang menyebabkan inflasi. Secara teoritis, volume yang dicapai oleh balon sebanding dengan jumlah molekul CO2, seperti yang diusulkan oleh hukum Avogadro.

Namun, percobaan ini memiliki keterbatasan: balon adalah benda yang elastis; oleh karena itu, ketika dinding Anda buncit oleh akumulasi CO2, ia menghasilkan kekuatan yang menentang relaksasi dan mencoba mengurangi volume bola dunia.

Eksperimen dengan wadah komersial

Eksperimen ilustratif lain dari hukum Avogadro disajikan dengan penggunaan kaleng soda dan botol plastik.

Dalam hal kaleng soda, natrium bikarbonat dituangkan ke dalam dan larutan asam sitrat kemudian ditambahkan. Senyawa-senyawa tersebut bereaksi satu sama lain menghasilkan pelepasan gas CO2, yang terakumulasi di dalam kaleng.

Kemudian larutan natrium hidroksida pekat ditambahkan, yang memiliki fungsi "mengasingkan" CO2. Kemudian akses ke bagian dalam kaleng ditutup dengan cepat menggunakan pita perekat.

Setelah waktu tertentu diamati bahwa kaleng, menunjukkan bahwa kehadiran CO telah menurun2. Kemudian, bisa dianggap bahwa ada penurunan volume kaleng yang sesuai dengan penurunan jumlah molekul CO2, menurut hukum Avogadro.

Dalam percobaan dengan botol, prosedur yang sama diikuti dengan kaleng soda, dan ketika menambahkan NaOH, mulut botol ditutup dengan tutupnya; juga, kontraksi dinding botol diamati. Hasilnya, analisis yang sama dapat dilakukan seperti pada kaleng soda.

Contohnya

Tiga gambar yang lebih rendah menggambarkan konsep hukum Avogadro, yang menghubungkan volume yang ditempati oleh gas dan jumlah molekul dan produk reagen..

O2 + 2 jam2 => 2H2O

Volume gas hidrogen berlipat ganda, tetapi menempati wadah dengan ukuran yang sama dengan oksigen gas.

N2 + 3j2 => 2NH3

N2 + O2 => 2NO

Referensi

  1. Bernard Fernandez, PhD. (Februari 2009). Dua Hipotesis Avogadro (1811). [PDF] Diambil dari: bibnum.education.fr
  2. Nuria Martínez Medina. (5 Juli 2012). Avogadro, ilmuwan besar Italia abad ke-19. Diambil dari: rtve.es
  3. Muñoz R. dan Bertomeu Sánchez J.R. (2003) Sejarah sains dalam buku teks: hipotesis Avogadro, Pengajaran sains, 21 (1), 147-161.
  4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (1 Februari 2018). Apa Hukum Avogadro? Diambil dari: thoughtco.com
  5. Redaksi Encyclopaedia Britannica. (26 Oktober 2016). Hukum Avogadro. Encyclopædia Britannica. Diambil dari: britannica.com
  6. Yang, S. P. (2002). Produk rumah tangga yang digunakan untuk menutup wadah dan menunjukkan Hukum Avogadro. Pengajar Kimia. Vol: 7, halaman: 37-39.
  7. Glasstone, S. (1968). Perjanjian Kimia Fisik. 2da Edic. Editorial Aguilar.