Avogadrojev zakon • James Trefil, enciklopedija "Dvjesto zakona svemira"

Avogadro zakon

Kada se drvo gori, nastaje kemijska reakcija: ugljik drva kombinira se s kisikom zraka i nastaje ugljični dioksid (CO2). Jedan atom ugljika ima istu masu kao 12 atoma vodika i dva atoma kisika – kao 32 vodikova atoma. Dakle, maseni omjer ugljika i kisika uključen u reakciju je uvijek 12:32 (ili, nakon pojednostavljenja, 3: 8). Bez obzira na odabranu mjernu jedinicu, omjer će ostati nepromijenjen: 12 grama ugljika uvijek reagira s 32 grama kisika, 12 tona ugljika s 32 tona kisika, itd. U kemijskim reakcijama, relativni broj atoma svakog elementa koji sudjeluje u reakciji je važan. I gledajući vatru paljenjem noći, možemo biti čvrsto uvjereni da će za svaki atom ugljika iz drveta biti dva atoma kisika iz zraka, a omjer njihovih masa će biti 12:32.

Ako je tako, onda u 12 grama ugljikovih atoma koliko u 16 grama kisika. Kemisti zovu ovaj broj atoma molimo, Ako je relativna atomska masa tvari n (tj. njegov atom u n puta teže od vodikovog atoma), tada je masa jednog mola ove tvari n g.Mole je mjera količine tvari koja je slična par, desetak ili stotinu, U paru uvijek postoje dvije čarape, desetak jaja uvijek su dvanaest; na isti način, u mole tvari broj atoma ili molekula je uvijek isti.

Ali kako to znaju znanstvenici? Uostalom, atomi su još uvijek teže računati od čarapa. Da bismo odgovorili na ovo pitanje, okrenuti smo se istraživanju talijanskog kemičara Amedeo Avogadro. Znao je da kada se nastavi kemijska reakcija između plinova, omjer volumena tih plinova bio je isti kao i njihov molekularni omjer. Na primjer, ako postoje tri molekule vodika (H2) reagiraju s molekulom dušika (N2) s formiranjem dvije molekule amonijaka (NH3), tada je volumen vodika koji je uključen u reakciju tri puta veći od volumena dušika. Iz ovog je Avogadro zaključio da bi broj molekula u dva volumena trebao biti u omjeru 3: 1 ili, drugim riječima, da bi jednaki volumeni plina trebali sadržavati jednaki broj atoma ili molekula – ta se izjava zna kao Avogadrojev zakon. Avogadro nije točno znao koji bi broj atoma ili molekula trebalo biti u jednoj moli materije. Danas znamo: taj je broj 6 × 1023; zovemo ga Avogadro broj (ili Avogadroova konstanta) i označen simbolom N.

Nekoliko desetljeća Avogadrovog istraživanja ostalo je izvan okvira europske znanosti toga doba. Većina povjesničara to objašnjava činjenicom da je Avogadro radio u Torinu, daleko od znanstvenih centara Njemačke, Francuske i Engleske. Doista, tek kad je Avogadro došao u Njemačku i tamo je dao rezultate svojih istraživanja da su zaslužili priznanje.

Izračunavanje vrijednosti N pokazao se zastrašujućim zadatkom. To je učinjeno samo početkom 20. stoljeća od strane francuskog fizičara Jean Perrin (Jean Perrin, 1870-1942). Predložio je nekoliko načina pronalaženja tog broja, a svi su dali isti rezultat. Najpoznatiji od njih temelji se na kvantitativnoj teoriji Brownianskog pokreta kojeg je razvio Einstein. To je kontinuirano slučajno kretanje malih čestica (na primjer, zrna peludi) pod djelovanjem kaotičnih impulsa atoma ili molekula njihovog okoliša. Kretanje takvog peludnog zrna ovisi o učestalosti sudara, a time i o broju atoma u materijalnom mediju.

Lorenzo Romano Amedeo Carlo AVOGADRO
Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro, 1776-1856

Talijanski fizičar i kemičar.Rođen u Torinu u plemenitoj obitelji, primio je stupanj doktora crkvenog zakona. Godine 1800. samostalno je studirao matematiku i fiziku, a šest godina kasnije postaje profesor na Sveučilištu Vercelli. Zatim je postao profesor na Odsjeku za matematičku fiziku Sveučilišta u Torinu (1821. godine, odjel je bio zatvoren iz političkih razloga, a bio je u mogućnosti ponovno otvoriti ovu poziciju tek 1834.). Avogadro je bio iznimno skroman čovjek, radio sam, a za većinu svog života Avogadroova postignuća nisu bila poznata u znanstvenom svijetu.


Like this post? Please share to your friends:

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: