Joseph Lous Gay-Lussac (1778-1850) fu uno scienziato che fece importanti studi sui gas. Effettuò la produzione di acqua dalla reazione tra idrogeno e ossigeno e verificò che essi reagiva sempre nel rapporto tra due volumi di idrogeno e un volume di ossigeno, producendo due volumi di Acqua:
Idrogeno + Ossigeno → Acqua
1° Esperimento: 2 L 1 L 2 L
2° Esperimento: 4 L 2 L 4 L
3° Esperimento: 8 L 4 L 8 L
4° Esperimento: 16 L 8 L 160 L
Nota che in tutti gli esperimenti il rapporto è sempre lo stesso: 2: 1: 2.
Dopo diversi esperimenti e analisi, rendendosi conto che lo stesso avveniva con altri tipi di reazioni tra gas, cioè le reazioni seguì sempre un rapporto di volume costante, questo scienziato arrivò alla seguente legge delle reazioni nei volumi gassosi, nota come Legge volumetrica di Gay-Lussac o Legge di Combinazione di Volumi:
Dichiarazione della legge volumetrica Gay-Lussac
Ma questa legge era contro il La teoria atomica di Dalton, che diceva che tutto era formato da particelle sferiche massicce e indivisibili, gli atomi. Secondo questa teoria, il volume dei prodotti nella reazione dovrebbe essere uguale alla somma dei volumi dei reagenti. Pertanto, dovrebbe verificarsi quanto segue:
Idrogeno + Ossigeno → Acqua
2 volumi + 1 volume → 3 volumi
Ma Gay-Lussac ha dimostrato che in pratica non era così, il risultato era pari a due volumi di vapore acqueo.
La risposta a questa apparente contraddizione è arrivata attraverso il ipotesi o Legge di Avogadro.
Il francobollo stampato in Italia mostra Amedeo Avogadro e l'enunciazione della sua legge, nel 1956*
Amedeo Avogadro (1776-1856) mostrarono che, in realtà, i gas non erano atomi isolati, ma molecole (ad eccezione del of gas nobili). La sua legge diceva:
Dichiarazione di legge di Avogadro
Avogadro lo ha dimostrato 1 mole di qualsiasi gas ha 6.02. 1023 molecole. Questo valore è noto come Numero o costante di Avogadro. È stato dimostrato che, nelle condizioni normali di temperatura e pressione (CNTP), in cui la pressione è pari a 1 atm e la temperatura è 273 K (0°C), il volume occupato da 1 mole di qualsiasi gas sarà sempre 22,4 L. Questo valore corrisponde a volume molare dei gas. Queste relazioni sono molto importanti per risolvere esercizi di stechiometria.
Questo può sembrare strano, poiché potrebbe sorgere la seguente domanda: come possono i gas con molecole e atomi di dimensioni diverse occupare lo stesso volume?
Bene, questo perché le molecole di gas sono così distanti che la dimensione delle molecole è trascurabile.
La legge volumetrica di Avogadro spiegava così la legge volumetrica di Gay-Lussac. Nota sotto che due molecole di idrogeno (due volumi) reagiscono con una molecola di ossigeno (un volume) per formare due molecole d'acqua (due volumi). Acqua e idrogeno hanno lo stesso volume perché hanno la stessa quantità di molecole, come stabilito dalla legge di Avogadro.
Proporzione tra le molecole nella reazione di formazione dell'acqua
Allo stesso tempo, la legge di Avogadro ha reso valida la teoria atomica, poiché si vede che sia nei reagenti che nei prodotti ci sono un totale di 6 atomi (4 idrogeno e 2 ossigeno).
Queste leggi volumetriche furono molto importanti per lo sviluppo del concetto di molecole.
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di Jennifer Fogaça
Laureato in Chimica
Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/lei-volumetrica-gay-lussac.htm
