Амедео авогадро биография и вклады

Работает

Saggio di teoria matematica della distribuzione dell’elettricità sulla surface dei corpi conduttori , 1844.

Диссертация по теплоемкости .

В 1811 году он высказал гипотезу, которая до сих пор известна под названием «  закон Авогадро  ». Основываясь на атомной теории , законе Дальтона и законе Гей-Люссака о соотношении объемов, он обнаруживает, что равные объемы разных газов при одинаковых условиях температуры и давления содержат одинаковое количество молекул. Таким образом, становится возможным определить молярную массу одного газа по массе другого. Он отправляет диссертацию, в которой развивает эту теорию, в Journal of Physics, Chemistry and Natural History, который публикует ее на14 июля 1811 г.под названием «  Испытание способа определения относительных масс элементарных молекул тел и пропорций, согласно которым они входят в эти комбинации  ». Самая важная трудность, которую он должен преодолеть, касается путаницы, возникшей в то время между атомами и молекулами . Один из наиболее важных его вкладов — это четкое различие между ними, признание того, что молекулы могут состоять из атомов (например, различия, которые не делает Джон Дальтон ). Фактически, он не использовал слово « атом» в своей работе (в то время термины « атом» и « молекула» использовались как синонимы), но он считал, что существует три вида молекул, одна из которых — молекула — элементарный (атом). Также проводится различие между массой и весом .

В 1814 году он опубликовал « Мемуары» об относительных массах молекул простых тел или предполагаемой плотности их газа, а также о строении некоторых из их соединений, чтобы служить продолжением «Очерка по той же теме». опубликовано в Journal of Physics,Июль 1811 г.который заинтересован в плотности от газов .

В 1820 году Туринский университет создал для него кафедру физики, которую он проработал до самой смерти. В 1821 году он опубликовал еще один мемуар, озаглавленный «  Новые соображения по теории пропорций, определяемых в комбинациях, и об определении масс молекул тел  », а вскоре после этого «  Мемуары о том, как вернуть органические соединения к обычным законам образования». определенные пропорции  ».

Он с осторожным энтузиазмом принимал участие в революционных политических движениях 1821 года, направленных против короля Сардинии , из-за которых два года спустя он потерял свой пост в Турине. В официальном заявлении университета, оправдывающем эту отмену, говорится, что университет «очень рад позволить этому ученому немного отдохнуть от своей ограничительной преподавательской деятельности, чтобы он мог полностью посвятить себя своим исследованиям» . Однако его политическая изоляция постепенно уменьшалась по мере того, как короли Савойи проявляли интерес к революционным идеям , интерес, который достиг кульминации в 1848 году, когда Карл-Альберт Сардинии принял современную конституцию. Задолго до этого, в 1833 году, Авогадро смог возобновить свою работу в Туринском университете из-за интереса, проявленного к его научной работе.

В 1841 году он завершил и опубликовал свою работу в четырех томах под названием «  Fisica dei corpi ponderabili, ossia Trattato della costituzione materiale de ‘corpi  ».

О его личной жизни и политической деятельности известно немного. Несмотря на нелестное телосложение, он был известен как любовник женщин, несмотря на то, что вел трезвый и благочестивый образ жизни. Он женился на Фелисите Мацце, от которой у него было шестеро детей. Некоторые исторические исследования подтвердили бы тот факт, что он финансировал и помогал революционерам Сардинии в организации революции на острове, но, наконец, прекратил после уступок Шарля-Альберта. Однако сомнения относительно его деятельности остаются из-за скудности доказательств.

История

Происхождение концепции

Жан Перрен в 1926 году

Постоянная Авогадро названа в честь итальянского ученого Амедео Авогадро (1776–1856), который в 1811 году впервые предположил, что объем газа (при заданном давлении и температуре) пропорционален количеству атомов или молекул независимо от природа газа.

Число Авогадро было придумано в 1909 году физиком Жаном Перреном , который определил его как количество молекул ровно в 32 граммах кислорода . Цель этого определения состояла в том, чтобы сделать массу моля вещества в граммах численно равной массе одной молекулы относительно массы атома водорода; которая по закону определенных пропорций была естественной единицей атомной массы и принималась равной 1/16 атомной массы кислорода.

Первые измерения

Йозеф Лошмидт

Число Авогадро (еще не известное под этим названием) было впервые получено косвенно Йозефом Лошмидтом в 1865 году, оценив количество частиц в данном объеме газа. Это значение, числовая плотность n частиц в идеальном газе , теперь называется постоянной Лошмидта в его честь и связано с постоянной Авогадро N A соотношением

пзнак равнопNАрТ,{\ displaystyle n_ {0} = {\ frac {p_ {0} N _ {\ rm {A}}} {R \, T_ {0}}},}

где p — давление , R — газовая постоянная , а T — абсолютная температура . Из-за этой работы символ L иногда используется для постоянной Авогадро, а в немецкой литературе это имя может использоваться для обеих констант, различающихся только единицами измерения . (Однако не следует путать N A с совершенно другой постоянной Лошмидта в англоязычной литературе.)

Сам Перрин определил число Авогадро несколькими различными экспериментальными методами. В 1926 г. ему была присуждена Нобелевская премия по физике , в основном за эту работу.

Электрический заряд на моль электронов — это постоянная, называемая постоянной Фарадея, и она известна с 1834 года, когда Майкл Фарадей опубликовал свои работы по электролизу . В 1910 году Роберт Милликен впервые измерил заряд электрона . Разделение заряда моля электронов на заряд одного электрона позволило более точно оценить число Авогадро.

SI определение 1971 года

В 1971 году Международное бюро мер и весов (BIPM) решило рассматривать количество вещества как независимый параметр измерения , используя моль в качестве базовой единицы в Международной системе единиц (СИ). В частности, моль был определен как количество вещества, которое содержит столько элементарных единиц, сколько атомов в 0,012 кг углерода-12 .

Согласно этому определению, общее практическое правило, что «один грамм вещества содержит N нуклонов», было точным для углерода-12, но немного неточным для других элементов и изотопов. С другой стороны, один моль любого вещества содержит ровно столько же молекул, сколько один моль любого другого вещества.

Как следствие этого определения, в системе СИ постоянная Авогадро N A имела размерность, обратную количеству вещества, а не чистому числу, и имела приблизительное значение6,02 × 10 23 с единицами моль -1 . Согласно этому определению, значение N A по сути должно было быть определено экспериментально.

BIPM также назвал N A « константой Авогадро », но термин «число Авогадро» продолжал использоваться, особенно во вводных работах.

Новое определение SI 2019 года

В 2017 году BIPM решил изменить определения моля и количества вещества. Моль было переопределено как количество вещества, содержащего ровно6.022 140 76 × 10 23 элементарных объекта. Одним из следствий этого изменения является то, что масса одного моля из 12 атомов углерода больше не равна 0,012 кг. С другой стороны, дальтон (также известная как универсальная атомная единица массы) остается неизменным и составляет 1/12 массы 12 C. Таким образом, постоянная молярной массы больше не равна точно 1 г / моль, хотя разница (4,5 × 10 −10 в относительном выражении, по состоянию на март 2019 г.) для практических целей несущественно.

Постоянная Авогадро (число Авогадро, константа Авогадро):

Постоянная Авогадро (число Авогадро, константа Авогадро) – физическая величина, численно равная количеству специфицированных структурных единиц (атомов, молекул, ионов, электронов или любых других частиц) в 1 моле вещества.

Постоянная Авогадро имеет обозначение NA.

Постоянная Авогадро равна 6,022 140 76·1023 моль−1 (точно). Ее значение точно определено в Международной системе единиц (СИ) на XXVI Генеральной конференции по мерам и весам в 2018 году и действует с 20 мая 2019 года.

В других измерительных системах постоянная Авогадро будет иметь другое значение. Например, если количество вещества измеряется в фунт-моль, то постоянная Авогадро будет равна: 2,73159734(12) ·1026 фунт-моль-1, а если используется унция-моль, то – 1,707248434(77) ·1025 унций-моль-1.

Моль – количество вещества, которое содержит NA структурных элементов (например, молекул, атомов, ионов и др.). Масса 1 моля вещества (молярная масса), выраженная в граммах, численно равна его молекулярной массе, выраженной в атомных единицах массы. Например:

  • 1 моль натрия имеет массу 22,9898 г и содержит примерно 6,02⋅1023 атомов;
  • 1 моль фторида кальция CaF2 имеет массу (40,08 + 2·18,998) = 78,076 г и содержит ≈6,02⋅1023 ионов кальция и ≈12,04⋅1023 ионов фтора;
  • 1 моль тетрахлорида углерода CCl4 имеет массу (12,011 + 4·35,453) = 153,823 г и содержит ≈6,02⋅1023 молекул тетрахлорида углерода;
  • и т. п.

Константа Авогадро названа в честь итальянского ученого Амедео Авогадро (1776-1856 гг.), который в 1811 году впервые предположил, что объем газа (при заданном давлении и температуре) пропорционален числу атомов или молекул независимо от природы газа.

А. Авогадро выдвинул гипотезу, согласно которой при одинаковых температуре и давлении в равных объёмах идеальных газов содержится одинаковое количество молекул. Впоследствии гипотеза была подтверждена многочисленными экспериментальными исследованиями и поэтому стала называться законом Авогадро. Закон Авогадро звучит так: один моль любого газа при одинаковых температуре и давлении занимает один и тот же объём, при нормальных условиях равный 22,41396954… литра. Эта величина известна как молярный объём газа.

Константа Авогадро связана с другими физическими константами и свойствами:

– с универсальной газовой постоянной R и постоянной Больцмана k, которая (универсальная газовая постоянная R) в Международной системе единиц (СИ) с 20 мая 2019 года равна 1,380 649 · 10−23 Дж/К (точно).

R = k NA

– с постоянной Фарадея F и элементарным электрическим зарядом e, которая (постоянная Фарадея) в Международной системе единиц (СИ) с 20 мая 2019 года равна 196 485,332 123 310 0184 Кл/моль (точно).

F = e NA

Примечание: Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

Найти что-нибудь еще?

карта сайта

Коэффициент востребованности
80

взносы

Закон Авогадро

Ученый Амедео предложил метод, позволяющий легко и просто определить массы, принадлежащие молекулам тел, которые могут переходить в газообразное состояние, и контрольный номер указанных молекул в комбинациях..

Этот метод состоит в том, что, если равные объемы газов содержат равное количество частиц, соотношение между плотностями этих газов должно быть равно отношению, которое существует между массами этих частиц.

Эта гипотеза также использовалась Авогадро для определения количества молекул, составляющих различные соединения..

Одна из особенностей, которую понял Амедео, заключалась в том, что результаты его теории противоречили выводам ученого Далтона, учитывающим его правила максимальной простоты..

Авогадро установил, что эти правила основаны на предположениях произвольного характера, поэтому их пришлось заменить своими собственными выводами путем расчета атомных весов.

Идеальные газы

Эта теория Авогадро является частью набора законов, касающихся и применимых к идеальным газам, которые состоят из типа газа, состоящего из набора точечных частиц, которые движутся случайным образом и не взаимодействуют друг с другом..

Например, Амедео применил эту гипотезу в отношении хлористого водорода, воды и аммиака. В случае хлористого водорода было обнаружено, что объем водорода реагирует при контакте с объемом дихлора, что приводит к двум объемам хлористого водорода.

Разъяснения относительно молекул и атомов

В то время не было четкого различия между словами «атом» и «молекула». Фактически, один из ученых, которыми восхищался Авогадро, Далтон, имел тенденцию смешивать эти понятия.

Причиной смешения обоих терминов было то, что Дальтон считал, что газообразные элементы, такие как кислород и водород, являются частью простых атомов, что противоречило теории некоторых экспериментов Гей-Люссака..

Амедео Авогадро сумел прояснить эту путаницу, поскольку он реализовал понятие, что эти газы состоят из молекул, которые имеют пару атомов. С помощью закона Авогадро можно определить относительный вес атомов и молекул, подразумевая их дифференциацию.

Хотя эта гипотеза подразумевала великое открытие, она была проигнорирована научным сообществом до 1858 года, с момента появления тестов Канниццаро.

Благодаря закону Авогадро стало возможным ввести понятие «моль», которое состоит из массы в граммах, равной молекулярной массе. Количество молекул, содержащихся в моле, назвали числом Авогадро, которое составляет 6,03214179 x 1023 моль. Л-1, причем это число является наиболее точным в настоящее время..

Возрождение закона

До шестидесятых годов девятнадцатого столетия в химии наблюдался произвол. Причём он распространялся как на оценку молекулярных масс, так и на описание химических реакций. Об атомном составе сложных веществ было вообще много неверных представлений. Некоторые учёные даже планировали отказаться от молекулярной теории. И только в 1858 году химик из Италии по имени Канниццаро нашёл в переписке Бертолле и Ампера ссылку на закон Авогадро и следствия из него. Это упорядочило запутанную картину химии того времени. Два года спустя Канниццаро рассказал о законе Авогадро в Карлсруэ на Международном конгрессе по химии. Его доклад произвёл на учёных неизгладимое впечатление. Один из них сказал, что он как будто прозрел, все сомнения испарились, а взамен появилось чувство уверенности.

После того как закон Авогадро признали, учёные могли не только определять состав молекул газов, но и рассчитывать атомные и молекулярные массы. Эти знания помогали в расчёте массовых соотношений реагентов в различных химических реакциях. И это было очень удобно. Измеряя массу в граммах, исследователи могли оперировать молекулами.

Исторический контекст: атом до и в течение 19-го века

Происхождение термина и первые утверждения

Слово «атом» очень старое, поскольку оно происходит от греческой терминологии, означающей «без частей». Это подразумевает, что утверждение о существовании неделимых частиц, составляющих части всего, что нас окружает, вступило в силу задолго до позиционирования науки как дисциплины..

Несмотря на это, теории Левкипа и Демокрита нельзя считать предшественниками атомной науки, поскольку эти исследования отвечают очень ограниченным научным рамкам, соответствующим жизненному времени их создателей..

Более того, эти греческие философы создали не научную теорию, как это делается сегодня, а разработали философию.

Тем не менее, эти мыслители внесли на Запад идею, что существуют однородные, непроницаемые и неизменные частицы, которые движутся в вакууме и свойства которых составляют множество вещей..

Семнадцатый и восемнадцатый века

Благодаря появлению механистической философии, в семнадцатом веке были приняты различные объяснения, которые предполагали существование микроскопических частиц или корпускул, которые обладали механическими свойствами, которые могли бы объяснить макроскопические свойства, которыми обладают вещества.

Однако ученым, которые выдвинули эти теории, пришлось столкнуться с неизбежной трудностью не получить связь между гипотезами и данными, полученными в химических лабораториях. Это было одной из основных причин отказа от этих заповедей.

В 18-м веке химические превращения были интерпретированы посредством использования заповедей составляющих молекул и интегрирующих молекул. Одним из предшественников этих понятий был Антуан Фуркрой, который установил, что тела были объединены путем сбора значительного числа молекул.

Для этого автора интегрирующие молекулы были объединены «силой агрегации». Следовательно, каждая из этих молекул имеет свойство образовываться по очереди путем воссоединения нескольких других составляющих молекул; они соответствовали элементам, которые образовали соединение.

Влияние Джона Далтона на Авогадро

Исследования Джона Далтона были фундаментальной частью выводов Амедео Авогадро

Самый важный вклад Далтона в мир науки состоял в том, чтобы обратить внимание на относительный вес тех частиц, которые составляют тела

То есть его вклад заключался в том, чтобы установить важность атомных весов

Поэтому расчет атомных весов стал очень интересным инструментом для объединения различных законов, которые были в моде в конце 18-го и начале 19-го века. Это означает, что идеи Джона Далтона позволили открыть другие пути в сфере науки.

Например, вычисляя атомный вес, ученый Бенджамин Рихтер реализовал понятия закона взаимных пропорций, в то время как Луи Пруст установил закон определенных пропорций. Сам Джон Далтон благодаря своему открытию смог создать закон множественных пропорций.

Получение вашего исследования и вашей гипотезы

Когда Амедео опубликовал свои теории, научное сообщество не очень заинтересовалось, поэтому его открытия не были сразу приняты. Три года спустя Андре-Мари Ампер получила те же результаты, несмотря на применение другого метода; однако его теории были приняты с той же апатией.

Чтобы научное сообщество начало замечать эти выводы, необходимо было дождаться прибытия работ Уильямсона, Лорана и Герхардта.

Посредством органических молекул они установили, что закон Авогадро необходим и элементарен, чтобы объяснить причину, по которой равные количества молекул могут занимать одинаковый объем в газообразном состоянии..

Вклад Canizzaro

Тем не менее, окончательное решение было найдено ученым Станислао Канниццаро. После смерти Амедео Авогадро ему удалось объяснить, как диссоциации молекул работали во время потепления..

Таким же образом, кинетическая теория относительно газов Клаузиуса была элементарной, которая могла бы еще раз подтвердить эффективность закона Авогадро.

Jacobus Henricus также принимал активное участие в области молекул, так как этот ученый добавил соответствующие идеи в работу Авогадро, особенно те, которые связаны с разбавленными растворами.

Хотя гипотеза Амедео Авогадро не была принята во внимание во время его публикации, закон Авогадро в настоящее время считается одним из наиболее важных инструментов в области химии и научной дисциплины. что такое концепция с широкой трансцендентностью в этих областях

История измерения константы[ | код]

Сам Авогадро не делал оценок числа молекул в заданном объёме, но понимал, что это очень большая величина.
Первую попытку найти число молекул, занимающих данный объём, предпринял в году Йозеф Лошмидт.
Из вычислений Лошмидта следовало, что для воздуха количество молекул на единицу объёма составляет 1,81⋅1018 см−3, что примерно в 15 раз меньше истинного значения. Через 8 лет Максвелл привёл гораздо более близкую к истине оценку «около 19 миллионов миллионов миллионов» молекул на кубический сантиметр, или 1,9⋅1019 см−3.
По его оценке число Авогадро было приблизительно 1022{\displaystyle 10^{22}}.

В действительности в 1 см³ идеального газа при нормальных условиях содержится 2,68675⋅1019 молекул.
Эта величина была названа числом (или постоянной) Лошмидта.
С тех пор было разработано большое число независимых методов определения числа Авогадро.
Превосходное совпадение полученных значений является убедительным свидетельством реального количества молекул.

В 1908 г. Перрен даёт приемлемую оценку 6,8⋅1023{\displaystyle 6,8\cdot 10^{23}}
вычисленной из параметров Броуновского движения.

Число Авогадро

Все вещества состоят из каких-то структурных элементов, как правило, это либо молекулы, либо атомы, но важно не это. Что должно происходить, когда мы смешиваем два вещества, и они реагируют? Логично, что один структурный элемент, кирпичик, одного вещества должен прореагировать с одним структурным элементом, кирпичиком, другого вещества

Поэтому при полной реакции число элементов для обоих веществ должно быть одинаковым, хотя при этом могут отличаться и вес, и объёмы препаратов. Таким образом, любая химическая реакция должна содержать одинаковое число структурных элементов каждого вещества, либо эти цифры должны быть пропорциональны какому-то числу. Совершенно неважно значение этого числа, но в дальнейшем за основу решили взять двенадцать грамм углерода-12 и подсчитать в нём количество атомов. Оно составляет порядка шести помноженной на десять в двадцать третьей степени. Если вещество содержит такое количество структурных элементов, то говорят об одном моле вещества. Соответственно все химические реакции в теоретических выкладках записываются в молях, то есть смешивают моли веществ.

Как говорилось выше, значение числа Авогадро, в принципе неважно, однако при этом его определяют физическим способом. Поскольку опыты на данный момент имеют недостаточную точность, то данное число всё время уточняется

Можно, конечно, надеется, что когда-нибудь оно будет подсчитано абсолютно точно, но пока до этого далеко. На сегодняшний день последнее уточнение было сделано в 2011 году. Кроме того, в том же году была принята резолюция о том, как грамотно записывать данное число. Поскольку оно всё время уточняется, то его на сегодняшний день записывают как 6.02214Х помноженное на десять в двадцать третьей степени. Такое количество структурных элементов содержится в одном моле вещества. Буква «Х» в данной записи говорит о том, что число уточняется, то есть значение Х в будущем будет уточняться.

Детство и учёба

Амедео Авогадро родился в Турине в 1776 году. Его отец Филиппе работал служащим в судебном ведомстве. Всего в семье было восемь детей. Все предки Амедео служили адвокатами при католической церкви. Молодой человек также не отступил от традиции и занялся юриспруденцией. К двадцати годам он уже имел степень доктора.

Со временем юридическая практика перестала увлекать Амедео. Интересы молодого человека лежали в другой сфере. Ещё в юности он посещал школу экспериментальной физики и геометрии. Тогда в будущем учёном и проснулась любовь к наукам. Из-за пробелов в знаниях Авогадро занялся самообразованием. В 25 лет Амедео всё свободное время уделял изучению математики и физики.

История открытия

Член французской научной Академии физик Гей-Люссак вместе с немецким ученым А. Гумбольдтом изложил закономерность порционных взаимодействий, которая выражает отношение между микрообъемами газов в виде простого числа. Например, 2 + 1 части водорода дают в смеси 2 части водяного пара, а 1 ед. хлора при соединении с 1 ед. водорода образует 2 объема хлорного водорода. Такая закономерность в то время давала мало пользы, так как не было общего понятия о молекулах, атомах, корпускулах и других частицах газов.

Авогадро проанализировал множество опытов и выяснил, что закон отношений объемов помогает понять устройство любых молекул. Первое суждение состояло в том, что количество частиц любого эфира всегда одно и то же в одинаковом объеме, а сами молекулы состоят из более мелких атомов. Затем ученый конкретизировал предположение и сформулировал его в форме теории с его именем.

Полученные знания означали, что при измерении плотности газа можно вычислить относительный вес молекул. Отсюда вытекает формулировка закона Авогадро. Если в одинаковом объеме водорода и кислорода присутствует равная численность молекул, то отношение физических величин этих газов тождественно отношению масс составляющих частиц. Ученый отмечал, что молекула необязательно состоит из одного атома, а может иметь в конструкции несколько простейших элементов.

В то время гипотезу трудно было подтвердить в теории, но предположение давало возможность практически определять состав молекул и высчитывать их относительный вес. Для этого делался анализ на основе нескольких похожих экспериментов. Например, тождественные части хлора и водорода дают удвоенный объем хлористого водорода, значит, молекула водорода не может быть одноатомной. Если составные частицы водорода содержат два атома, то и молекулы кислорода насчитывают 2 элемента.

Главное отличие — константа Авогадро против числа Авогадро

Условия, моль, Номер Авогадро а также Постоянная Авогадро связаны друг с другом. Моль — это единица измерения количества вещества. Он может быть использован для измерения любого типа химического вещества. Значение одного моля составляет 6,022 х 1023, Это называется номером Авогадро. Число Авогадро — это количество частиц, присутствующих в одном моле вещества. Моль любого вещества равна этому количеству частиц. Эти частицы могут быть атомами, молекулами, коллоидами или чем угодно. Следовательно, это постоянное число, которое не зависит от типа вещества, которое рассматривается и называется константой Авогадро. Основное различие между числом Авогадро и константой Авогадро состоит в том, что Число Авогадро дано как число, которое не имеет единиц, тогда как постоянная Авогадро дана в единицах на моль (моль-1).

Ключевые области покрыты

1. Что такое константа Авогадро      — Определение, Историческая справка, Единицы, Приложения 2. Что такое номер Авогадро      — Определение, Историческая справка, Приложения 3. Какая связь между константой Авогадро и числом Авогадро      — Константа Авогадро и Номер Авогадро 4. В чем разница между константой Авогадро и числом Авогадро      — Сравнение основных различий

Ключевые слова: Авогадро, Константа Авогадро, Число Авогадро, Мол

Что такое номер Авогадро

Номер Авогадро 6,022 х 1023, Это значение, данное для константы Авогадро. То же самое, что и число Авогадро, было впервые рассчитано немецким ученым Иоганном Лошмидтом, но в разных единицах. Однако, реальное число Авогадро было вычислено ученым Жаном-Батистом Перреном, который дал этому значению имя Номер Авогадро в честь Авогадро, который первым дал понятие о кроте. Позже, концепции численности Авогадро быстро развивались с развитием науки и техники.

Один моль вещества состоит из числа частиц Авогадро. Эти частицы могут быть атомами, ионами, молекулами, коллоидами и т. Д. Рассматриваемая частица зависит от природы рассматриваемого вещества. Этот термин полезен при определении атомных масс и молекулярных масс, поскольку число Авогадро указывает число атомов, присутствующих в одном моле химического элемента, или число молекул, присутствующих в конкретном соединении.