Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

Закон Гей-Люссака

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    24696

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Навички для розвитку

    • Опишіть закон Гей-Люссака та гіпотезу Авогадро

    Атомна теорія Дальтона привела до нового питання: якщо кожен елемент має атоми з характерною масою, що це за маси? Якщо вода 88,9% O, 11,1% Н, яка атомна маса O в перерахунку на H (якщо припустити, що H дорівнює 1,00)? Для відповіді потрібна формула: H 2 O (2 атома Н для 1 атома O) (11,1) /2 = 5,55 → (88,9) /5,55 = 16,0 (це атомна маса O, якщо припустити, що H дорівнює ~ 1)

    Але ранні хіміки не знали формул, тому що вони не знали атомних ваг! Далтон припустив, що найпростіша формула (приклад: HO) була права, але це зазвичай було неправильно! Як вони могли з'ясувати формули?

    У 1808 році Гей-Люссак опублікував результати, які показали, які обсяги газів поєднуються між собою в хімічних реакціях. Наприклад (О - кисень, Н - водень, N - азот, L - літри):

    • 2 л Н + 1 л О → 2 л води (пара)
    • 3 л Н + 1 л N → 2 л аміаку (NH 3)
    • 2 л «оксиду вуглецю» + 1 л О → 2 л «вугільної кислоти» (використовуючи старі назви сполук)
    • 1 Л N + 1 Л О → 2 Л оксиду азоту (NO)

    Виходячи із закону Гей-Люссака, можна здогадатися наступне: рівні обсяги газу при однаковій температурі (Т) і тиску (Р) мають однакову кількість «частинок».

    Закон Гей-Люссака описує, як підвищення температури газу з фіксованим об'ємом і постійним числом «частинок» призведе до подібного збільшення тиску газу, і навпаки. Аналогічним чином зниження температури призведе до зниження тиску газу і навпаки.

    Що це за «частинки»? Багато з них являють собою молекули, міцно пов'язані колекцією атомів. Молекули зазвичай залишаються неушкодженими при випаровуванні в газову фазу. Молекулярні сполуки (сполуки, що містять молекули, в порівнянні з іонними сполуками, розглянутими пізніше) зазвичай виготовляються з неметалевих елементів, таких як C, O, S, P, H, Cl та ін.

    Як був отриманий закон Гей-Люссака? Далтон не вірив у це, тому що щільність газів здається неправильною. Кисневий газ щільніший, ніж пара (водяний газ), хоча вода - кисень плюс водень. Крім того, Гей-Люссак не підштовхував висновки свого закону, наскільки він міг мати, оскільки Бертолле (який вважав, що поєднання співвідношення елементів може змінюватися) був його наставником.

    У 1811 році Авогадро пояснив проблеми із законом Гей-Люссака тим, що рівні обсяги газів (при тих же Т і Р) мають однакову кількість молекул. Елементарні гази були присутні не як одиничні атоми, а як двоатомні молекули (такі як H 2, O 2, N 2). Тепер рівняння із закону Гей-Люссака такі:

    • 2 Л Н 2 + 1 Л О 2 → 2 Л Н 2 О
    • 3 Л Н 2 + 1 Л Н 2 → 2 Л Н 3
    • 2 Л СО + 1 Л О 2 → 2 Л СО 2
    • 1 Л Н 2 + 1 Л О 2 → 2 Л НІ

    Це вирішує питання щільності газу (O 2 щільніше, ніж H 2 O, оскільки H 2 важить менше, ніж O). Гіпотеза Авогадро могла б прояснити всю плутанину щодо формул і дозволила хороші обчислення атомної ваги. Але люди або ігнорували його, або говорили, що це неможливо.

    Зовнішнє посилання

    Дописувачі та атрибуція