Comprender la hipótesis de Avogadro

Inicialmente, los químicos, incluso Guy Lussac, que era conocido por su ley de la relación de volumen, no podían explicar por qué el volumen del gas de reactivos y productos es una simple relación de números enteros. Esto se debe a que en ese momento los químicos consideraban que las partículas de un elemento eran átomos y las partículas subatómicas (electrones, protones, neutrones) aún no se conocían. Este problema fue resuelto en 1811, cuando Amadeo Avogadro, un físico de Italia, expresó una hipótesis, que se denominó hipótesis de Avogadro.

Basado en la hipótesis de Avogadro, se afirma que las partículas de un elemento no tienen que ser átomos independientes, sino que pueden ser una combinación de varios átomos iguales llamados moléculas elementales.

Sobre esta base, Avogadro propuso una hipótesis que afirma que "a la misma temperatura y presión, los gases del mismo volumen contienen el mismo número de moléculas".

Por tanto, se puede concluir que la relación en volumen de las sustancias gaseosas es la misma que la relación entre el número de moléculas en la reacción o la relación en volumen de las sustancias gaseosas es la relación de los coeficientes en la ecuación de reacción equivalente. Por ejemplo, en la formación de agua, la relación de volumen de Guy Lussac es 2: 1: 2.

(Lea también: La ley de la comparación fija en química)

Los químicos no pudieron explicarlo, porque si los átomos estuvieran solos y se escribieran usando una ecuación de reacción, la relación de volumen sería 2: 1: 1.

2H (g) + 1O (g) -> 1H 2 O (g)

Ciertamente, esto no está de acuerdo con los experimentos realizados. Pero usando la hipótesis de Avogadro esto puede explicarse, porque en la formación de agua la proporción de cada molécula de hidrógeno, oxígeno y agua es la misma que la proporción de volumen, que es 2: 1: 2. Entonces, el proceso de formación de agua se puede escribir con la siguiente ecuación:

2H 2 (g) + O 2 (g) -> 2H 2 O (g)

Sin embargo, el coeficiente de 1 generalmente no se escribe, por lo que la ecuación anterior se puede escribir:

2H 2 (g) + O 2 (g) -> 2H 2 O (g)

La ley de Avogadro dice que un mol de gas en estado STP ocupa un volumen de 22,4 litros, mientras que un mol de gas tiene 6,02 x 1023 partículas básicas (átomos o moléculas) de una sustancia. La ley de Avogadro aplica la relación:

volumen de gas X / volumen de gas y = número de moléculas de gas X / número de moléculas de gas y = coeficiente de gas x / coeficiente de gas y

Ejemplo:

A ciertas temperaturas y presiones, el gas H2 reacciona con el gas N 2 para formar gas NH 3 con una relación de volumen de 3: 1: 2. Si hay 7,525 x 1022 moléculas de gas hidrógeno que reaccionan, ¿cuántas moléculas de amoníaco se forman?

Responder

Según la ley de Avogadro, a la misma temperatura y presión, los gases del mismo volumen tendrán la misma cantidad de moléculas.

H 2 (g) + 3N 2 (g) -> 2NH 3 (g)

3 L 1 L 2L

La cantidad de NH 3 formado = 2VNH 3 / 3VH 2 = x / 7.52 x 1022

x = 5,02 x 1022 moléculas.