Wyznaczanie stałej Avogadro. Stała Avogadro

Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro (1776-1856) był włoskim chemikiem, który jako pierwszy ustanowił ideę próbka pierwiastka o masie w gramach liczbowo równej jego masie atomowej ma zawsze taką samą liczbę atomów (N).

Sam Avogadro nie był w stanie określić wartości N. Jednak przez cały XX wiek postęp technologii i wiedzy naukowej umożliwił innym naukowcom opracowanie technik pozwalających to określić. Kiedy w końcu odkryto tę wartość, nazwano ją Stała Avogadro, na cześć tego naukowca, ponieważ to on położył podwaliny pod jego stworzenie.

Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro (1776-1856)
Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro (1776-1856)

W 1 molu dowolnej jednostki (atomów, cząsteczek, elektronów, wzorów lub jonów) zawarta jest dokładnie wartość stałej Avogadro.

Poniższa tabela przedstawia niektóre wartości stałej Avogadro uzyskiwane na przestrzeni XX wieku:

Stałe wartości Avogadro uzyskiwane przez cały XX wiek

Oto kilka technik użytych do określenia wartości stałej Avogadro:

Pierwszym naukowcem, który dokonał przybliżonych obliczeń stałej Avogadro, był Johann Joseph Loschmidt. W roku 1867 oparł się na kinetycznej teorii gazów i określił, ile cząsteczek istnieje w 1 cm3 gazu.

Innym z tych naukowców był Francuz Jean Baptiste Perrin (1870-1942), który policzył liczbę cząstek koloidalnych na jednostkę objętości zawiesiny i zmierzył ich masy. Wartość, którą znalazł, mieściła się w przedziale od 6,5 do 7,2. 1023 jednostek na mol. Ten naukowiec opublikował w 1913 roku książkę Les Atomes  (wyd. 1 Paris: Alcan) i jego 9. edycja, opublikowana w 1924, zawierała 16 sposobów doświadczalnego uzyskania stałej Avogadro.

Jean Baptiste Perrin (1870-1942)
Jean Baptiste Perrin (1870-1942)

Wiele lat później naukowiec James Dewar (1842-1923) zastosował metodę opracowaną wiele lat wcześniej przez radiochemika Bertrama Boltwooda (1870-1927) i fizyka Ernesta Rutherforda (1871-1937), który w zasadzie polegał na zliczeniu cząstek alfa emitowanych przez źródło radioaktywne i określeniu objętości uzyskanego helu. Wartość znaleziona przez Dewara wyniosła 6,04. 1023 molo-1.

W XX wieku Robert Millikan (1868-1953) przeprowadził eksperyment, aby określić ładunek elektronu (1,6. 10-19 DO). Ponieważ ładunek 1 mola elektronów był już znany (96500 C), możliwe było powiązanie tych dwóch wartości i znalezienie następującej wartości stałej Avogadro: 6,03. 1023 molo-1.

Obecnie zalecaną wartością stałej Avogadro jest 6,02214 x 1023 molo-1 i wyznacza się ją za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej, w której uzyskuje się objętość kilku atomów sieci krystalicznej, o ile znana jest gęstość i masa 1 mola atomów w próbce.

Dla celów dydaktycznych w liceum, gdzie obliczenia nie muszą być tak dokładne, jak te wykonywane w laboratoriach chemicznych, stała Avogadro jest traktowana jako 6,02. 1023 molo-1.

Istnieją również prostsze metody, które można wykorzystać, aby pomóc uczniom określić w praktyce stałą Avogadro. Jednym z nich jest elektroliza w środowisku wodnym.


Jennifer Fogaça
Absolwent chemii

Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/determinacao-constante-avogadro.htm

Botswany. Dane z Botswany

Botswany. Dane z Botswany

Botswana położona jest w półpustynnym regionie w południowej Afryce, graniczy z Namibią (na zacho...

read more
Rewolty w Starej Republice: dowiedz się, ile i które były

Rewolty w Starej Republice: dowiedz się, ile i które były

TEN stara republika, okres historii Brazylii najlepiej znany przez historyków jak PierwszyRepubli...

read more
Początek II wojny światowej

Początek II wojny światowej

TEN Druga wojna światowa to było największy konflikt w historii ludzkości i przedłużony od 1939 d...

read more