Закон Авогадро. Следствия из закона Авогадро

Для объяснения простых соотношений между объемами регулирующих газов итальянский ученый А.Авогадро высказал гипотезу, которая впоследствии была подтверждена опытными данными, а потому стала называться законом Авогадро: в равных объемах различных газов при одинаковых условиях (температуре и давлении) содержится одинаковое число молекул.

Из закона Авогадро вытекают следующие следствия:

а) одинаковое число молекул газообразного вещества при одинаковых условиях занимает равные объемы;

б) 1 моль любого газа при одинаковых условиях занимает одинаковый объем (так как в 1 моле любого вещества всегда содержится 6,02·10 ²³молекул);

в) при нормальных условиях, т.е. температуре 273 К (0⁰С) и давлении 101325 Па (760 мм рт.ст.) 1моль любого газа занимает объем 22,4 л.

Этот объем (22,4 л при н.у.) называется молярным объемом газа и обозначается Vm.

На основании закона Авогадро определяют молярные массы газообразных веществ.

Чем больше масса молекулы газа, тем больше масса одного и того же объема газа. Отношение масс равных объемов газов, в соответствии со следствиями из закона Авогадро, равно отношению их молярных масс:

m ₁ :m ₂ = M ₁: M ₂, (10)

где m ₁ – масса определенного объема первого газа;

m ₂ – масса такого же объема второго газа;

M ₁ и M ₂– молярные массы первого и второго газов.

Отношение массы определенного объема одного газа к массе такого же объема другого газа (взятого при тех же условиях) называется плотностью первого газа ко второму (обозначается буквой D):

, (11)

отсюда

M ₁= M ₂ D. (12)

Обычно плотность газа определяют по отношению к самому легкому газу – водороду (обозначается D_Н2). Молярная масса водорода равна 2,016 г/моль, или приближенно 2 г/моль. Поэтому получаем:

M = 2 D_Н2 (13)

Часто плотность газа определяется по отношению к воздуху (D_в). Хотя воздух является смесью газов, все же можно говорить о его средней молекулярной массе (так как состав воздуха известен и постоянен). Она равна 29 г/моль. В этом случае молярная масса изучаемого газа определяется выражение:

M = 29 D _в (14)