Joseph Lous Gay-Lussac (1778-1850) เป็นนักวิทยาศาสตร์ที่ทำการศึกษาก๊าซที่สำคัญ เขาดำเนินการผลิตน้ำจากปฏิกิริยาระหว่างไฮโดรเจนกับก๊าซออกซิเจนและตรวจสอบว่าพวกมัน ทำปฏิกิริยาเสมอในอัตราส่วนของไฮโดรเจนสองปริมาตรต่อออกซิเจนหนึ่งปริมาตร ทำให้เกิด. สองปริมาตร น้ำ:
ไฮโดรเจน + ออกซิเจน → น้ำ
การทดลองครั้งที่ 1: 2 L 1 L 2 L
การทดลองที่ 2: 4 L 2 L 4 L
การทดลองครั้งที่ 3: 8 L 4 L 8 L
การทดลองที่ 4: 16 L 8 L 160 L
โปรดทราบว่าในการทดลองทั้งหมด อัตราส่วนจะเท่ากันเสมอ: 2: 1: 2
หลังจากการทดลองและวิเคราะห์หลายครั้ง โดยตระหนักว่า ปฏิกิริยาประเภทอื่นๆ ระหว่างก๊าซก็เหมือนกัน นั่นคือ ปฏิกิริยา ตามอัตราส่วนปริมาตรคงที่เสมอ นักวิทยาศาสตร์คนนี้มาถึงกฎของปฏิกิริยาต่อไปนี้ในปริมาตรก๊าซที่เรียกว่า Gay-Lussac กฎหมายปริมาตร หรือ กฎการรวมปริมาตร:
คำชี้แจงของกฎหมายปริมาตรของ Gay-Lussac
แต่กฎหมายนี้ขัดกับ ทฤษฎีอะตอมของดาลตันซึ่งบอกว่าทุกอย่างก่อตัวขึ้นจากอนุภาคทรงกลมขนาดมหึมาและแบ่งแยกไม่ได้ นั่นคืออะตอม ตามทฤษฎีนี้ ปริมาตรของผลิตภัณฑ์ในปฏิกิริยาควรเท่ากับผลรวมของปริมาตรของสารตั้งต้น ดังนั้น สิ่งต่อไปนี้ควรเกิดขึ้น:
ไฮโดรเจน + ออกซิเจน → น้ำ
2 เล่ม + 1 เล่ม → 3 เล่ม
แต่เกย์-ลุสซักแสดงให้เห็นว่าในทางปฏิบัติไม่ใช่กรณีนี้ ผลที่ได้คือเท่ากับไอน้ำสองปริมาตร
คำตอบของความขัดแย้งที่ชัดเจนนี้มาจาก สมมติฐาน หรือ กฎของอโวกาโดร.
แสตมป์ที่พิมพ์ในอิตาลีแสดงอาเมเดโอ อาโวกาโดรและการตรากฎหมายของเขาในปี 1956*
อาเมเดโอ อโวกาโดร (พ.ศ. 2319-2499) พบว่าในความเป็นจริง ก๊าซไม่ใช่อะตอมที่แยกได้ แต่เป็นโมเลกุล (ยกเว้น ก๊าซมีตระกูล). กฎหมายของเขากล่าวว่า:
คำชี้แจงกฎหมายของ Avogadro
อโวกาโดรแสดงให้เห็นว่า 1 โมล ของก๊าซใด ๆ มี 6.02 1023 โมเลกุล ค่านี้เรียกว่า ตัวเลขหรือค่าคงที่ของอโวกาโดร. ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าในสภาวะปกติของอุณหภูมิและความดัน (CNTP) ซึ่งความดันเท่ากับ 1 atm และอุณหภูมิ 273 K (0°C) ปริมาตรที่ถูกครอบครองโดย 1 โมลของก๊าซใด ๆ จะเป็น 22.4 ลิตรเสมอ ค่านี้สอดคล้องกับ ปริมาณโมลของก๊าซ. ความสัมพันธ์เหล่านี้มีความสำคัญมากสำหรับการแก้แบบฝึกหัดของ ปริมาณสัมพันธ์.
สิ่งนี้อาจดูแปลก เนื่องจากอาจเกิดคำถามต่อไปนี้: ก๊าซที่มีโมเลกุลและอะตอมที่มีขนาดต่างกันจะมีปริมาตรเท่ากันได้อย่างไร
นั่นก็เพราะว่าโมเลกุลของแก๊สนั้นอยู่ห่างกันมากจนขนาดของโมเลกุลนั้นแทบไม่มีนัยสำคัญ
ด้วยวิธีนี้ กฎปริมาตรของ Avogadro อธิบายกฎปริมาตรของ Gay-Lussac สังเกตด้านล่างว่าโมเลกุลไฮโดรเจนสองโมเลกุล (สองปริมาตร) ทำปฏิกิริยากับโมเลกุลออกซิเจนหนึ่งโมเลกุล (หนึ่งปริมาตร) เพื่อสร้างโมเลกุลของน้ำสองโมเลกุล (ปริมาตรสองปริมาตร) น้ำและไฮโดรเจนมีปริมาตรเท่ากันเพราะมีโมเลกุลเท่ากัน ตามที่กฎของอโวกาโดรระบุไว้
สัดส่วนระหว่างโมเลกุลในปฏิกิริยาการเกิดน้ำ
ในเวลาเดียวกัน กฎของอาโวกาโดรทำให้ทฤษฎีอะตอมยืนกราน ดังที่คุณเห็นว่าในสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์นั้นมีอะตอมทั้งหมด 6 อะตอม (ไฮโดรเจน 4 ตัวและออกซิเจน 2 ตัว)
กฎปริมาตรเหล่านี้มีความสำคัญมากสำหรับการพัฒนาแนวคิดของ โมเลกุล.
* ภาพที่มีลิขสิทธิ์: rook76 / Shutterstock.com
โดย เจนนิเฟอร์ โฟกาซา
จบเคมี
ที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/lei-volumetrica-gay-lussac.htm