アボガドロの法則は、一定の圧力と温度の条件下では、モル数と気体の体積の間に直接的な関係があると述べています。これがアボガドロの最初の仮説でした。この法則は理想気体に適用されましたが、実際の気体はそれからわずかにずれています。
アボガドロの法則の現代的な定義は、理想気体の特定の質量について、温度と圧力の条件が一定であれば、気体の量 (モル数) と体積は正比例するというものです。
アボガドロの法則の公式
アボガドロの法則の数式は、次のように記述できます。
V ∝ n または V/n =k
ここで、「V」はガスの体積、「n」はガスの量 (ガスのモル数)、「k」は特定の圧力と温度に対する定数です。
アボガドロの法則式は、同じ圧力と温度の条件下で、すべての気体の等体積に同じ数の分子が含まれていることを表しています。言い換えれば、温度と圧力が同じである限り、2 つの異なるガスの等体積は同じ分子数を持つことを説明しています。
アマデオ・アボガドロは、19世紀のイタリアの科学者です。彼は、化学が別の科学分野になりつつあったときに、化学に大きな貢献をしたことで知られています。彼の研究は、ジャック・シャルル (シャルル・ロー) やロバート・ボイル (ボイルの法則) などとほぼ同じでした。実際、彼が立てた仮説であるアボガドロの法則は、理想気体の法則の基礎となる法則の 1 つです。
理想気体は、気体の分子間の衝突が弾性的である気体として定義できます。つまり、運動量や運動量の損失がなく、分子には分子間引力がありません。つまり、ランダム化された衝突を除いて、それらの間に何らかの相互作用があります。
しかし、彼の仕事を理解する前に、いくつかの基本を見てみましょう.
モルは、物質の量の尺度です。物質の 1 モルは、C-12 炭素 12 グラム中の炭素原子の数と同じ数の単位を持つ量として定義されます。
覚えておくべきもう 1 つのことは、これらの法律の多くが STP または標準の温度と圧力を使用していることです。 STP の場合、温度の値は 273.15 K (0℃) であり、圧力の値は 1atm または 760mmHg です。
アメデオ アボガドロ (画像クレジット:ウィキメディア コモンズ)
アボガドロ数
アボガドロ数とは、1モルあたりの気体分子の数です。この数値は非常に大きく、現在の数値は 6.022 x 1023 です。アボガドロ数の単位は mol-1 です。これは、問題のエンティティの測定がモルあたりであることを意味します。アボガドロ数は通常 N で表されます。
一般に信じられていることとは反対に、アボガドロ数はアメデオ・アボガドロによって発見されなかったことに注目するのは興味深いことです。ほくろの概念とアボガドロ数の値の決定は、アボガドロの死後に起こりました。実際、アボガドロの数は、彼の発見と業績に敬意を表してそう呼ばれています。
物質中に存在する粒子の総数を最初に計算した人物は、ヨーゼフ・ロシュミットと呼ばれるオーストリアの高校教師でした。彼は数年後にウィーン大学の教授になりました.
運動分子理論を使用して、Loschmidt は圧力と温度の標準条件で 1 立方センチメートルの気体に存在する粒子の数を推定することができました。彼が 1865 年に計算した値は、今日ではロシュミット定数として知られており、その値は 2.6867773 x 1025 m-3 です。
「アボガドロ数」という用語は、フランスの物理学者ジャン・バティスト・ペランによって最初に使用されました。彼は、ブラウン運動に関する研究に基づいて、1909 年にアボガドロ数の推定値を報告しました。初心者にとって、ブラウン運動は、気体/液体に浮遊する微細な粒子のランダムで無計画な動きです。
アボガドロ数の正確な決定は、アメリカの物理学者であるロバート・ミリカンが電子の電荷を測定することに成功したときに初めて可能になりました。これに先立って、電子 1 モルの電荷 はすでに知られていました (これは「ファラデー」と呼ばれる定数で、電子 1 モルあたり 96,485.3383 クーロンに相当します)。
この数がいかに巨大であるかを理解するために、特定の類似点が引き出されました。最も理解しやすいものの 1 つは、ポップコーンのこの数の破裂していないカーネルが米国の地域全体に広がっている場合、破裂した後、ポップコーンは国を 9 マイルの深さまでカバーすることです (参考までに、米国の地域州は 3.797 平方マイルです!!)
current について言及したことにお気づきでしょう。 アボガドロ数の図。これは、値が最初に決定されてから何年にもわたって、さまざまな方法で計算されてきたためです。どの方法でもほぼ同じ答えが得られますが、若干の違いがあります。したがって、最新の計算に基づくと、これが受け入れられる数値です。しかし、この計算を最初に行ったのはロシュミットでした。
モル から グラム
モルは、もう 1 つの非常に一般的な量の測定法であるグラムに変換できます。また、その逆も次の式で行うことができます
モル =グラム/モル質量
物質のモル質量を計算するには、効率的な周期表を使用する必要があります。物質中の個々の原子の質量数を足すだけで計算できます。たとえば、NaCl のモル質量を計算する必要がある場合 –
Na の質量数 =22.99 g/mol
Cl の質量数 =35.45 g/mol
したがって、NaCl のモル質量は 22.99 + 35.45 =58.44 g/mol です
アボガドロ数は、化学と物理学で多くの用途があります。特定の一般化も描かれています。たとえば、STP での 1 モルの気体の体積は 22.4L です。これらは計算に非常に便利です。アボガドロ数は、世界中の化学者が使用するエンティティです。彼はそれを決定しなかったかもしれませんが、彼の研究はこれらの計算の優先事項でした.
