في البداية ، لم يستطع الكيميائيون ، حتى غاي لوساك ، المعروف بقانونه لنسبة الحجم ، تفسير سبب كون حجم غاز المواد المتفاعلة والمنتجات عبارة عن نسبة عدد صحيح بسيطة. هذا لأنه في ذلك الوقت اعتبر الكيميائيون أن جسيمات عنصر ما هي ذرات والجسيمات دون الذرية (الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات) لم تكن معروفة بعد. تمت الإجابة على هذه المشكلة في عام 1811 ، عندما أعرب أماديو أفوجادرو ، الفيزيائي الإيطالي ، عن فرضية أطلق عليها اسم فرضية أفوجادرو.
استنادًا إلى فرضية أفوجادرو ، تم التأكيد على أن جزيئات عنصر ما لا يجب أن تكون ذرات مستقلة ، ولكن يمكن أن تكون مزيجًا من عدة ذرات تسمى الجزيئات الأولية.
على هذا الأساس ، طرح أفوجادرو فرضية تنص على أنه "عند نفس درجة الحرارة والضغط ، تحتوي الغازات من نفس الحجم على نفس العدد من الجزيئات".
لذلك يمكن الاستنتاج أن نسبة حجم المواد الغازية هي نفسها نسبة عدد الجزيئات في التفاعل أو نسبة حجم المواد الغازية هي نسبة المعاملات في معادلة التفاعل المكافئ. على سبيل المثال ، في تكوين الماء ، تكون نسبة الحجم بواسطة Guy Lussac 2: 1: 2.
(اقرأ أيضًا: قانون المقارنة الثابتة في الكيمياء)
لم يتمكن الكيميائيون من تفسير ذلك ، لأنه إذا وقفت الذرات بمفردها وتمت كتابتها باستخدام معادلة تفاعل ، فإن نسبة الحجم ستكون 2: 1: 1.
2H (g) + 1O (g) -> 1H 2 O (g)
هذا بالتأكيد لا يتوافق مع التجارب التي أجريت. ولكن باستخدام فرضية أفوجادرو يمكن تفسير ذلك ، لأنه في تكوين الماء تكون نسبة كل جزيء من الهيدروجين والأكسجين والماء هي نفسها نسبة الحجم ، وهي 2: 1: 2. ثم يمكن كتابة عملية تكوين الماء بالمعادلة التالية:
2H 2 (g) + O 2 (g) -> 2H 2 O (g)
ومع ذلك ، لا يتم عادةً تدوين معامل 1 ، لذلك يمكن كتابة المعادلة أعلاه:
2H 2 (g) + O 2 (g) -> 2H 2 O (g)
ينص قانون Avogadro على أن مولًا واحدًا من الغاز في حالة STP يشغل حجمًا يبلغ 22.4 لترًا ، بينما يحتوي مول واحد من الغاز على 6.02 × 1023 جسيمات أساسية (ذرات أو جزيئات) من مادة ما. يطبق قانون أفوجادرو العلاقة:
حجم الغاز X / حجم الغاز y = عدد جزيئات الغاز X / عدد جزيئات الغاز y = معامل الغاز x / معامل الغاز y
مثال:
عند درجات حرارة وضغوط معينة ، يتفاعل غاز H2 مع غاز N 2 لتكوين غاز NH 3 بنسبة حجم 3: 1: 2. إذا كان هناك 7.525 × 1022 جزيء من غاز الهيدروجين يتفاعل ، فكم عدد جزيئات الأمونيا المتكونة؟
إجابة
وفقًا لقانون أفوجادرو ، عند نفس درجة الحرارة والضغط ، سيكون للغازات من نفس الحجم نفس عدد الجزيئات.
H 2 (ز) + 3N 2 (ز) -> 2NH 3 (غ)
3 لتر 1 لتر 2 لتر
كمية NH 3 شكلت = 2VNH 3 / 3VH 2 = س / 7.52 س 1022
س = 5.02 × 1022 جزيء.
