В равных объемах газов (V) при одинаковых условиях (температуре Т и давлении Р) содержится одинаковое число молекул.
Следствие из закона Авогадро: один моль любого газа при одинаковых условиях занимает одинаковый объем.
В частности, при нормальных условиях, т.е. при 0° С (273 К) и 101,3 кПа, объем 1 моля газа, равен 22,4 л. Этот объем называют молярным объемом газа Vm.
Таким образом, при нормальных условиях (н.у.) молярный объем любого газа
Vm = 22,4 л/моль.
Закон Авогадро используется в расчетах для газообразных веществ. При пересчете объема газа от нормальных условий к любым иным применяют объединенный газовый закон Бойля-Мариотта и Гей-Люссака:
где Р
o, V
o, Т
o – давление, объем газа и температура при нормальных условиях
(Рo = 101,3 кПа, Тo = 273К).
Если известна масса (m) или количество (ν) газа и требуется вычислить его объем, или наоборот, используют уравнение Менделеева-Клапейрона:
PV = ν RT,
где ν = m/M – отношение массы вещества к его молярной массе,
R – универсальная газовая постоянная, равная 8,31 Дж/(моль•К).
Из закона Авогадро вытекает еще одно важное следствие: отношение масс одинаковых объемов двух газов есть величина постоянная для данных газов. Эта постоянная величина называется относительной плотностью газа и обозначается D. Так как молярные объемы всех газов одинаковы (1-е следствие закона Авогадро), то отношение молярных масс любой пары газов также равна этой постоянной:
где М
1 и М
2 – молярные массы двух газообразных веществ.
Величина D определяется экспериментально как отношение масс одинаковых объемов исследуемого газа (М1) и эталонного газа с известной молекулярной массой (М2). По величинам D и М2 можно найти молярную массу исследуемого газа:
M1 = D • M2.
АВОГА́ДРО ЗАКО́Н, один из основных законов идеальных газов: в равных объемах идеальных газов при одинаковых давлении и температуре содержится одинаковое число молекул. Число молекул в одном моле называют постоянной Авогадро или числом Авогадро. Закон был открыт А. Авогадро в 1811.
Согласно закону Авогадро, 1 моль любого идеального газа при нормальных условиях занимает одинаковый объем. При давлении р =101,325 кПа и температуре Т = 273,15 К этот объем равен 22,41383 м3. Следовательно, моль любого вещества содержит одно и то же число молекул, равное числу Авогадро 6,022045(31).1023 моль-1.
Из закона Авогадро следует, что при одних и тех же давлении и температуре плотности двух идеальных газов прямо пропорциональны, а удельные объемы обратно пропорциональны их молекулярным массам.
На основе закона Авогадро в дальнейшем стало развиваться атомно-молекулярное учение, которое является следствием кинетической теории газов. Закон Авогадро широко применяется в химии только с 1860 г., но имел громадное значение для ее развития, так как давал возможность определять вес тел, способных переходить в газообразное или парообразное состояние. Я. Вант-Гофф, один из основоположников физической химии, распространил законы идеальных газов на разбавленные растворы, считая, что растворенные вещества распространяются по объему растворителя подобно газу в сосуде, и при помощи закона Авогадро разработал метод определения молекулярной массы растворенных веществ. Закон Авогадро позволил установить истинные атомные массы ряда элементов. Используется при расчетах по химическим формулам и уравнениям химических реакций, для определения относительных молекулярных масс газов, для определения числа молекул в моле любого вещества.
