アメデオ アボガドロは、1811 年に原子論の進化に関する仮説を立てました。法則自体は、イタリアの科学者、アメデオ カルロ アボガドロにちなんで名付けられました。彼は、特定の温度と圧力でのすべての気体の等量には、等量の分子が含まれていると述べました。したがって、アボガドロの法則は、ガスの体積は、温度と圧力が一定に保たれている場合に存在するガスのモル数に比例することを表しています。
アボガドロ数は、6.02214076 ✕ 1023 に等しい物質の任意の 1 モルの単位数です。たとえば、二酸化炭素ガスのモル質量は 44.01 であるため、1 グラム モルの炭素は 44.01g の質量を持ち、6.02214076 × 1023 分子を含みます。
アボガドロの法則の方程式
数学用語でアボガドロの方程式を書くにはさまざまな方法があります
k =V/n または V=k X n
V は気体の体積、n は気体のモル数、K は定数です。アボガドロの法則によれば、理想気体定数はすべての気体で同じ値です。
したがって:
k=p1V1/T1n1=P2V2/T2n2
V1/n1=V2/n2
V1n2=V2n1
ここで、p は圧力、V は体積、T は温度、n はモル数です。
派生
この法則は、理想気体方程式から導かれます。
PV=nRT
ここで、P はガスによって加えられる圧力です
V はボリュームです
n は総モル数です
R は普遍定数です
T は温度です
n2Vn=(RT)P [圧力と温度が一定に保たれているため、(RT)P は一定]
したがって、k=Vn
アボガドロの法則の限界
- 実在気体のみに使用できます。
- ガスの偏差は、低温および高圧で増加する傾向があります。
- ヘリウムや水素などの質量の小さい分子は、質量の大きい分子よりもアボガドロの法則に従って作用します。
アボガドロの法則に関する問題
例 1:30℃、2.00 気圧の 7.0 L のサンプルには、0.8 モルのガスが含まれています。次に、同じ圧力と温度で 0.30 モルのガスを追加すると、ガスの最終的な総量はいくらになりますか?
解決策:
アボガドロの法則の式
Vini=Vfnf
ここでは、
Vi =初期ボリューム
ni =初期のモル数
Vf=最終巻
nf =最終的なモル数
したがって、Vi =7.0 L および ni =0.8 モルです。 0.30モル追加した場合:
nf=ni +0.30
nf=1.1モル
ここで、Vf =Vi nf/ni
Vf =(7.0L ✕ 1.1mole)/0.8mole
Vf =7.7L/0.8
Vf =9.625L
答えが正しいかどうかを確認します。ガスを追加したため、最終的なボリュームは初期のボリュームよりも大きくなるはずです。
したがって、ガスの最終体積は 9.625
です。例 2:0.0820 モルのヘリウムガスで 2.25 L の容積までバルーンを充填しました。一定の圧力と温度で 0.015 モルのヘリウムがバルーンに追加されたとします。風船の新しい体積は?
与えられた:
V1 =2.25L
n1 =0.0820モル
n2 =0.0820 +0.015 =0.097 mol
V2=? L
解決策:
式は V2=V1 X n2 n1
数式に値を入れる
V2=2.25 X 0.0970.0820=2.66 L
例 3:初期容量 5.00 L のフレキシブル コンテナには、6.500 mol のハスが含まれています。最終容量が 18.30 L になるまで、フレキシブル コンテナーにさらにガスを追加します。ガスの圧力と温度は一定のままです。容器に加えたモル数は？
与えられた:
V1 =5.00 L
n1 =6.500モル
n2 =?
V2=18.30 L
解決策:
公式は V1/n1=V2/n2
5.00 L6.500 mol=18.30 Ln2
n2=23.79 mol (n2 は総モル数)
したがって、追加されたモル数は 23.79-6.50=17.29
でしたアボガドロの法則に関する注意
- アボガドロの法則は、アボガドロの仮説またはアボガドロの原理としても言及されています。
- アボガドロの法則に使用される数学的関係は次のとおりです:
V=k×n
V は気体の体積、K は定数、n はモル数です。
- 容器内のガスの量または量が増加すると、体積も増加します
- 容器内のガスの量または量が減少すると、ガスの体積が減少します。
- アボガドロ法はガスにのみ適用されます
- 化学エンジニアは主に値を取得するために使用します。
結論
アボガドロの仮説またはアボガドロの原理としても知られるアボガドロの法則は、化学およびプロセス工学で広く使用されています。アボガドロの法則に関連する問題で解いたように、この法則を使用して、問題の他の値が与えられている場合、気体の体積やモル数などの値を見つけることができます。 「アボガドロの法則に関する注意事項」という見出しの下に、このトピックを完了した後に確認する必要があるいくつかの重要なポイントについて説明しました。また、与えられた例を解いて、アボガドロの法則をよりよく理解してください。
