La început chimiștii, chiar și Guy Lussac, care era cunoscut pentru legea raportului de volum, nu a putut explica de ce volumul gazului reactanților și produselor este un raport de număr întreg simplu. Acest lucru se datorează faptului că la acel moment chimiștii considerau că particulele unui element sunt atomi și particulele subatomice (electroni, protoni, neutroni) nu erau încă cunoscute. Această problemă a primit răspuns în 1811, când Amadeo Avogadro, un fizician din Italia, a exprimat o ipoteză, care a fost numită ipoteza Avogadro.
Bazat pe Ipoteza lui Avogadro, Se afirmă că particulele unui element nu trebuie să fie atomi independenți, ci pot fi o combinație a mai multor aceiași atomi care sunt numiți molecule elementare.
Pe această bază, Avogadro propune o ipoteză care afirmă „la aceeași temperatură și presiune, gazele cu același volum conțin același număr de molecule”.
Deci, se poate concluziona că raportul volumic al substanțelor gazoase este același cu raportul numărului de molecule din reacție sau raportul volumic al substanțelor gazoase este raportul coeficienților din ecuația echivalentă a reacției. De exemplu, în formarea apei, raportul volumului de Guy Lussac este de 2: 1: 2.
(Citește și: Legea comparației fixe în chimie)
Chimiștii nu au putut să o explice, deoarece dacă atomii ar sta singuri și ar fi scrise folosind o ecuație de reacție, raportul volumului ar fi 2: 1: 1.
2H(g) + 1O(g) -> 1H2O(g)
Acest lucru nu este cu siguranță în conformitate cu experimentele efectuate. Dar folosind ipoteza lui Avogadro, acest lucru poate fi explicat, deoarece în formarea apei raportul fiecărei molecule de hidrogen, oxigen și apă este același cu raportul de volum, care este 2: 1: 2. Apoi procesul de formare a apei poate fi scris cu următoarea ecuație:
2H2 (g) + O2 (g) -> 2H2O(g)
Cu toate acestea, coeficientul 1 nu este de obicei notat, deci ecuația de mai sus poate fi scrisă:
2H2 (g) + O2 (g) -> 2H2O(g)
Legea lui Avogadro spune că un mol de gaz în starea STP ocupă un volum de 22,4 litri, în timp ce un mol de gaz are 6,02 x 1023 particule de bază (atomi sau molecule) dintr-o substanță. Legea lui Avogadro aplică relația:
volumul gazului X / volumul gazului y = numărul de molecule de gaz X / numărul de molecule de gaz y = coeficient de gaz x / coeficient de gaz y
Exemplu:
La o anumită temperatură și presiune, gazul H2 reacționează cu gazul N2 formează gaz NH3 cu un raport de volum de 3: 1: 2. Dacă reacționează 7,525 x 1022 molecule de hidrogen gazos, câte molecule de amoniac sunt formate?
Răspuns
Conform legii lui Avogadro, la aceeași temperatură și presiune, gazele cu același volum vor avea același număr de molecule.
H2 (g) + 3N2 (g) -> 2NH3 (g)
3 L 1 L 2L
NH total3 format = 2VNH3/ 3VH2 = x / 7,52 x 1022
x = 5,02 x 1022 molecule.
