قانون أفوجادرو للغازات

الغازات

الغاز هو أحد الحالات الثلاثة للمادة في الطبيعة، ويتكون من جزيئات صغيرة جداً غير مترابطة مع بعضها؛ لتباعد المسافة بين هذه الجزيئات وضعف قوة التماسك بينها، وتتحرك هذه الجزئيات لأي غاز محصور في وعاء بحركة عشوائية ومستمرة نتيجة تصادمها مع بعضها ومع جدار الوعاء المحصورة به.

تتأثر الغازات في الطبيعة بدرجة الحرارة، والحجم، والضغط، وهناك علاقة واضحة بين هذه الأطراف التي أدت إلى ظهور الكثير من القوانين التي اهتمت بدراسة الغازات، ومن أهم هذه القوانين التي سنتحدث عنها هو قانون أفوجادرو.

قانون أفوجادرو للغازات

سُميّ قانون أفوجادرو بهذا الاسم نسبة إلى العالم الإيطالي أميديو أفوجادرو عام 1811م، الذي وجد واستنتج من تجارب ومشاهدات مستمرة أنّ هناك علاقة بين حجم وكمية معينة من الغاز إذا كان هناك ضغط وحرارة ثابتين، وقانون أفوجادرو هو: أنّ الأحجام المتساوية من غازات مختلفة إذ وضعت تحت درجة الحرارة والضغط نفسهما فإنّها تحتوي على عدد متساوٍ من الجزيئات.

من أهم نتائج هذا القانون أنّ ثابت الغازات العام له نفس القيمة لكلّ الغازات، وهذا الثابت يسمى ثابت أفوجادرو أو عدد أفوجادرو هو 6.02×1023 من المكوّنات في المول الواحد أي هو عدد الذرات، أو الجزيئات، أو الأيونات في المول الواحد من المادة.

الصيغة الرياضية لقانون أفوجادرو

• ثابت الغاز: حجم الغاز÷كمية الغاز.
• حجم الغاز: ثابت الغاز×كمية الغاز، عند ثبات الحرارة والضغط.
• بالرموز=K=V/N.

• ثابت الغاز: K.
• حجم الغاز: V.
• كمية المادة للغاز: N.

المول وقانون أفوجادرو

يُعرف المول بأنّه كمية المادة التي تحتوي على عدد أفوجادرو من أي صنف من الأيونات أو الذرات أو الجزيئات، ويطبق قانون أفاجادور في حالة الغازات المثالية، وعليه فإنّ المول الواحد من أي غاز تحت ثبات الحرارة والضغط يشغل حجماً مقداره 22.4 لتر، وهذا ساعد على إيجاد الكتل الذرية الحقيقة للعناصر.

يتساوى عدد ذرات 3 غم من الهيدروجين مع عدد ذرات 33 من الأكسجين؛ لأنّ كلاهما يساوي 1 مول من مادته، وكلّ 1 مول يحتوي على عدد من الذرات يساوي عدد أفوجادرو وهو 6.02×1023.

أمثلة حسابية على قانون أفوجادرو

المثال الأول:

حجم الغاز باللتر=22.4*0.122=2.7328 لتر

المثال الثاني:

1 مول=22.4 لتر عدد المولات=كتلة المادة بالمول عدد مولات الهيليوم=2لتر÷22.4لتر=0.0893 مول عدد المولات=عدد الجزيئات÷عدد أفوجادروعدد الجزيئات=عدد المولات×عدد أفوجادرو=0.0893×(6.02×2310)=5*10372 جزيء.

ملاحظة: يتم إدخال عدد أفوجادرو على الآلة الحاسبة كالآتي: 6.02، ثمّ exp، ثمّ 23.