एवोगैड्रो का नियम: माप और प्रयोग की इकाइयाँ - रसायन विज्ञान - 2025

एवोगेड्रो की व्यवस्था माने कि सभी गैसों की एक समान मात्रा में एक ही तापमान और दबाव, अणुओं की एक ही नंबर है। एक इतालवी भौतिक विज्ञानी, अमाडेओ एवोगाद्रो ने 1811 में दो परिकल्पनाओं का प्रस्ताव किया: पहला कहता है कि जॉन गैटन ने कहा कि अलग-अलग परमाणुओं के बजाय अणु गैसों के परमाणु एक साथ अणुओं में होते हैं।

दूसरी परिकल्पना कहती है कि निरंतर दबाव और तापमान पर समान मात्रा में गैसों में समान अणु होते हैं। गैसों में अणुओं की संख्या से संबंधित एवोगैड्रो की परिकल्पना को 1858 तक स्वीकार नहीं किया गया था, जब इतालवी रसायनज्ञ स्टेनिसलाओ कैनिज़ारो ने इसके आधार पर रसायन विज्ञान की एक तार्किक प्रणाली का निर्माण किया था।

Avogadro के नियम से निम्नलिखित काटा जा सकता है: किसी आदर्श गैस के दिए गए द्रव्यमान के लिए, तापमान और दबाव स्थिर होने पर इसकी मात्रा और अणुओं की संख्या सीधे आनुपातिक होती है। इसका मतलब यह भी है कि आदर्श रूप से व्यवहार करने वाली गैसों की दाढ़ मात्रा सभी के लिए समान है।

उदाहरण के लिए, जेड के माध्यम से ए लेबल वाले कई गुब्बारे दिए गए हैं, वे सभी 5 लीटर की मात्रा में फुलाए जाने तक भरे हुए हैं। प्रत्येक पत्र एक अलग गैसीय प्रजातियों से मेल खाता है; अर्थात्, इसके अणुओं की अपनी विशेषताएं हैं। एवोगैड्रो के नियम में कहा गया है कि सभी गुब्बारे में समान अणुओं की संख्या होती है।

यदि अब गुब्बारे 10 लीटर तक फुलाए जाते हैं, तो एवोगैड्रो की परिकल्पना के अनुसार, दो बार प्रारंभिक गैसीय मोल्स की संख्या को पेश किया जाएगा।

इसमें माप की इकाइयाँ शामिल हैं

एवोगैड्रो के नियम में कहा गया है कि एक आदर्श गैस के द्रव्यमान के लिए, गैस का आयतन और मोल्स की संख्या सीधे आनुपातिक होती है यदि तापमान और दबाव स्थिर हो। गणितीय रूप से इसे निम्नलिखित समीकरण के साथ व्यक्त किया जा सकता है:

वी / एन = के

V = गैस की मात्रा, आमतौर पर लीटर में व्यक्त की जाती है।

n = मोल्स में मापा गया पदार्थ की मात्रा।

इसके अलावा, तथाकथित आदर्श गैस कानून से हमारे पास निम्नलिखित हैं:

पीवी = एनआरटी

P = गैस का दबाव आमतौर पर वायुमंडल (atm) में, पारा के मिमी (mmHg) में या पास्कल (पा) में व्यक्त किया जाता है।

वी = लीटर (एल) में व्यक्त गैस की मात्रा।

n = मोल्स की संख्या।

टी = गैस का तापमान डिग्री सेल्सियस, डिग्री फ़ारेनहाइट या डिग्री केल्विन (0 3C 273.15K के बराबर) में व्यक्त किया गया।

आर = आदर्श गैसों का सार्वभौमिक स्थिरांक, जिसे विभिन्न इकाइयों में व्यक्त किया जा सकता है, जिनमें से निम्नलिखित निम्नलिखित हैं: 0.08205 L · atm / K.mol (L · atm K ^-1.mol ^-1); 8.314 J / K. मोल (JK ^-1.mol ^-1) (J जूल है); और 1.987 cal / Kmol (cal.K ^-1.mol ^-1) (cal कैलोरी है)।

एल में व्यक्त किए जाने पर आर के मूल्य में कटौती

गैस का एक मोल जो दबाव के वातावरण में व्याप्त है और 0 toC 273K के बराबर है, 22.414 लीटर है।

आर = पीवी / टी

R = 1 एटीएम x 22,414 (L / mol) / (273 xK)

आर = 0.082 एल एटम / मोल.के

आदर्श गैस समीकरण (PV = nRT) को इस प्रकार लिखा जा सकता है:

वी / एन = आरटी / पी

यदि तापमान और दबाव को स्थिर माना जाता है, क्योंकि R एक स्थिर है, तो:

आरटी / पी = के

फिर:

वी / एन = के

यह एवोगैड्रो के नियम का एक परिणाम है: एक स्थिर गैस के दबाव और एक निरंतर तापमान के लिए एक आदर्श गैस की मात्रा और उस गैस के मोल्स की संख्या के बीच का संबंध।

अवोगाद्रो के नियम का सामान्य रूप

यदि आपके पास दो गैसें हैं, तो पिछला समीकरण निम्नलिखित बन जाता है:

वी ₁ / एन ₁ = वी ₂ / एन ₂

इस अभिव्यक्ति को इस प्रकार भी लिखा गया है:

वी ₁ / वी ₂ = एन ₁ / एन ₂

उपरोक्त संकेतित आनुपातिकता संबंध को दर्शाता है।

अपनी परिकल्पना में, एवोगैड्रो ने बताया कि एक ही मात्रा और एक ही तापमान और दबाव में दो आदर्श गैसों में समान अणु होते हैं।

विस्तार से, वास्तविक गैसों का भी यही हाल है; उदाहरण के लिए, O ₂ और N ₂ की समान मात्रा में समान अणु होते हैं जब यह समान तापमान और दबाव पर होता है।

वास्तविक गैसें आदर्श व्यवहार से छोटे विचलन दिखाती हैं। हालांकि, अवागढ़ो का कानून कम पर्याप्त दबाव और उच्च तापमान पर वास्तविक गैसों के लिए लगभग वैध है।

परिणाम और निहितार्थ

एवोगैड्रो के नियम का सबसे महत्वपूर्ण परिणाम यह है कि आदर्श गैसों के लिए निरंतर आर में सभी गैसों के लिए समान मूल्य होता है।

आर = पीवी / एनटी

तो अगर R दो गैसों के लिए स्थिर है:

पी ₁ वी ₁ / एनटी ₁ = पी ₂ वी ₂ / एन ₂ टी ₂ = निरंतर

प्रत्यय 1 और 2 दो अलग-अलग आदर्श गैसों का प्रतिनिधित्व करते हैं। निष्कर्ष यह है कि एक गैस के 1 मोल के लिए आदर्श गैस स्थिर गैस की प्रकृति से स्वतंत्र है। फिर किसी दिए गए तापमान पर गैस की इस मात्रा के कब्जे में आयतन और दबाव हमेशा समान रहेगा।

एवोगैड्रो के नियम के आवेदन का एक परिणाम यह है कि 1 गैस का एक मोल 1 वायुमंडल के दबाव पर और 0 (C (273K) के तापमान पर 22.414 लीटर की मात्रा रखता है।

एक और स्पष्ट परिणाम निम्न है: यदि दबाव और तापमान स्थिर है, जब एक गैस की मात्रा बढ़ जाती है तो इसकी मात्रा भी बढ़ जाएगी।

मूल

1811 में एवोगैड्रो ने डाल्टन के परमाणु सिद्धांत और अणुओं की गति के वैक्टर पर गे-लुसाक के नियम के आधार पर अपनी परिकल्पना को आगे बढ़ाया।

गे-लुसाक ने 1809 में निष्कर्ष निकाला कि "गैसें, जो भी अनुपात में वे संयुक्त हो सकती हैं, हमेशा उन यौगिकों को जन्म देती हैं जिनके तत्व मात्रा में मापा जाता है, हमेशा दूसरे के गुणक होते हैं"।

उसी लेखक ने यह भी दिखाया कि "गैसों का संयोजन हमेशा मात्रा में बहुत सरल संबंधों के अनुसार होता है।"

एवोगैड्रो ने नोट किया कि गैस चरण रासायनिक प्रतिक्रियाओं में अभिकारक और उत्पाद दोनों की आणविक प्रजातियाँ शामिल हैं।

इस कथन के अनुसार, अभिकारक और उत्पाद के अणुओं के बीच संबंध पूर्णांक संख्या होना चाहिए, क्योंकि प्रतिक्रिया (व्यक्तिगत परमाणुओं) से पहले बंधन टूटने की संभावना की संभावना नहीं है। हालांकि, दाढ़ की मात्रा को भिन्नात्मक मूल्यों के रूप में व्यक्त किया जा सकता है।

इसके भाग के लिए, संयोजन संस्करणों का नियम बताता है कि गैसीय संस्करणों के बीच संख्यात्मक संबंध भी सरल और पूर्णांक है। इसके परिणामस्वरूप गैसीय प्रजातियों के वॉल्यूम और अणुओं की संख्या के बीच सीधा संबंध होता है।

अवोगाद्रो परिकल्पना

एवोगैड्रो ने प्रस्तावित किया कि गैस के अणु डायटोमिक थे। इसने बताया कि किस तरह आणविक हाइड्रोजन के दो खंड एक मात्रा में आणविक ऑक्सीजन के साथ मिलकर दो मात्रा में पानी देते हैं।

इसके अलावा, एवोगैड्रो ने प्रस्ताव दिया कि यदि समान मात्रा में गैसों में समान संख्या में कण होते हैं, तो गैसों के घनत्वों का अनुपात इन कणों के आणविक द्रव्यमान के अनुपात के बराबर होना चाहिए।

जाहिर है, d1 को d2 से विभाजित करने से भागफल m1 / m2 में वृद्धि होती है, क्योंकि गैसीय द्रव्यमान द्वारा कब्जा की गई मात्रा दोनों प्रजातियों के लिए समान है और यह रद्द करता है:

डी 1 / डी 2 = (एम 1 / वी) / (एम 2 / वी)

डी 1 / डी 2 = एम 1 / एम 2

अवोगाद्रो का नंबर

एक तिल में 6.022 x 10 ²³ अणु या परमाणु होते हैं। इस आंकड़े को एवोगैड्रो की संख्या कहा जाता है, हालांकि वह वह नहीं था जिसने इसकी गणना की थी। जीन पियरे, 1926 नोबेल पुरस्कार विजेता, ने इसी माप को बनाया और अवोगाद्रो के सम्मान में नाम सुझाया।

अवोगाद्रो का प्रयोग

एवोगैड्रो के नियम के एक बहुत ही सरल प्रदर्शन में एक कांच की बोतल में एसिटिक एसिड डालना और फिर सोडियम बाइकार्बोनेट जोड़ना, बोतल के मुंह को एक गुब्बारे से बंद करना है जो बोतल के अंदर से गैस के प्रवेश या निकास को रोकता है ।

एसिटिक एसिड सोडियम बाइकार्बोनेट के साथ प्रतिक्रिया करता है, इस प्रकार सीओ ₂ जारी करता है । गुब्बारा में गैस जमा हो जाती है जिससे इसकी मुद्रास्फीति होती है। सैद्धांतिक रूप से, गुब्बारे द्वारा पहुंची गई मात्रा CO ₂ अणुओं की संख्या के अनुपात में है, जैसा कि अवोगाद्रो के नियम द्वारा कहा गया है।

हालांकि, इस प्रयोग में एक सीमा है: गुब्बारा एक लोचदार शरीर है; इसलिए, जैसा कि इसकी दीवार सीओ ₂ के संचय के कारण फैलती है, इसमें एक बल उत्पन्न होता है जो इसके खिंचाव का विरोध करता है और गुब्बारे की मात्रा को कम करने की कोशिश करता है।

वाणिज्यिक कंटेनरों के साथ प्रयोग

एवोगैड्रो के नियम का एक और उदाहरण प्रयोग सोडा कैन और प्लास्टिक की बोतलों के उपयोग के साथ प्रस्तुत किया गया है।

सोडा के डिब्बे के मामले में, सोडियम बाइकार्बोनेट को इसमें डाला जाता है और फिर एक साइट्रिक एसिड समाधान जोड़ा जाता है। सीओ ₂ गैस की रिहाई का उत्पादन करने वाले यौगिक एक दूसरे के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, जो कैन के अंदर जमा होता है।

इसके बाद, एक केंद्रित सोडियम हाइड्रॉक्साइड समाधान जोड़ा जाता है, जिसमें सीओ ₂ को "अनुक्रम" करने का कार्य होता है । कैन के इंटीरियर तक पहुंच को मास्किंग टेप का उपयोग करके जल्दी से बंद कर दिया जाता है।

एक निश्चित समय के बाद, यह देखा जाता है कि अनुबंध कर सकता है, यह दर्शाता है कि सीओ ₂ की उपस्थिति कम हो गई है । फिर, यह सोचा जा सकता है कि एवोगैड्रो के नियम के अनुसार, सीओ ₂ अणुओं की संख्या में कमी से मेल खाती कैन की मात्रा में कमी है ।

बोतल के साथ प्रयोग में, सोडा कैन के साथ उसी प्रक्रिया का पालन किया जाता है, और जब NaOH जोड़ा जाता है, तो बोतल का मुंह ढक्कन के साथ बंद होता है; इसी तरह, बोतल की दीवार का एक संकुचन मनाया जाता है। नतीजतन, सोडा के मामले में जैसा विश्लेषण किया जा सकता है।

उदाहरण

नीचे दी गई तीन छवियां अवोगाद्रो के नियम की अवधारणा को चित्रित करती हैं, जो गैसों पर कब्जा करती हैं और अभिकारकों और उत्पादों के अणुओं की संख्या से संबंधित हैं।

या

हाइड्रोजन गैस की मात्रा दोगुनी है, लेकिन यह एक कंटेनर को उसी आकार में रखती है, जैसा गैसीय ऑक्सीजन है।

एन

एन

संदर्भ

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