Закон Авогадро и молярный объём газа

Закон Авогадро

Закон Авогадро гласит: в равных объёмах различных газов при одинаковых температуре и давлении содержится одинаковое число молекул. Этот закон был открыт итальянским учёным и стал одним из важнейших в химии газов. Он справедлив именно для газообразных веществ, так как расстояния между молекулами в газах велики и мало зависят от природы газа, поэтому собственный объём молекул почти не влияет на общий объём.

Из закона Авогадро следует важный вывод: если взять одинаковое число молекул разных газов при одних и тех же условиях, они займут одинаковый объём. Это позволяет сравнивать газы по объёму так же удобно, как твёрдые вещества по массе.

Молярный объём газа

Молярный объём — это объём, который занимает один моль газа. При нормальных условиях (температура ноль градусов Цельсия и давление одна атмосфера) молярный объём любого газа одинаков и равен 22,4 литра на моль. Эта величина обозначается Vm. Удивительно, но один моль лёгкого водорода и один моль тяжёлого углекислого газа при нормальных условиях занимают абсолютно одинаковый объём.

Расчёты по молярному объёму

Объём газа находят по формуле V = n умножить на Vm, а количество вещества газа — по формуле n = V делить на Vm. Зная объём газа, можно вычислить его массу и число молекул, и наоборот.

Разбор примера

Какой объём при нормальных условиях занимает кислород массой 64 грамма? Молярная масса кислорода O2 равна 32 граммам на моль. Количество вещества: n = 64 делить на 32 = 2 моль. Объём: V = 2 умножить на 22,4 = 44,8 литра.

Применение в расчётах по уравнениям

Молярный объём широко используется при расчётах по уравнениям реакций с участием газов. По коэффициентам в уравнении находят количество вещества газа, а затем переводят его в объём. Так можно заранее предсказать, сколько литров газа выделится или потребуется в реакции. Для газов закон Авогадро позволяет считать прямо по объёмам: например, при горении водорода объёмы водорода и кислорода относятся как два к одному, что соответствует коэффициентам в уравнении.

Частые ошибки. Значение 22,4 литра на моль применяют только для газов и только при нормальных условиях. Для жидкостей и твёрдых веществ оно не используется. При других температуре и давлении молярный объём будет иным.

Кратко о главном

• В равных объёмах газов при одинаковых условиях одинаковое число молекул.
• Молярный объём газа при нормальных условиях равен 22,4 литра на моль.
• Объём газа находят по формуле V = n умножить на Vm.
• Молярный объём применяют в расчётах по уравнениям реакций.
• Закон применим только к газообразным веществам.