Ավոգադրոյի օրենք

Ավոգադրոյի օրենք, իդեալական գազերի հիմնական օրենքներից, քիմիայի կարևոր օրենքներից մեկը, կապ է հաստատում գազի ծավալի և նյութի քանակի միջև։ Ըստ Ավոգադրոյի օրենքի ժամանակակից ձևակերպման՝
տարբեր գազերի հավասար ծավալները միևնույն ճնշման և ջերմաստիճանի դեպքում պարունակում են հավասար թվով մոլեկուլներ։

Իդեալական գազի տրված զանգվածի դեպքում գազի ծավալը և քանակը (մոլերը) ուղիղ համեմատական են, եթե հաստատուն են ջերմաստիճանը և ճնշումը։
Դա կարելի է գրել այսպես՝

կամ՝

որտեղ

V-ն գազի ծավալն է,
n-ը՝ նյութի քանակը (չափվում է մոլերով),
k-ն մաթեմատիկական հաստատուն է, հավասար է RT/P, որտեղ R-ը համապիտանի գազային հաստատունն է, T-ն՝ ջերմաստիճանը Կելվինի սանդղակով, P-ն՝ ճնշումը։ Քանի որ ջերմաստիճանը և ճնշումը հաստատուն են, RT/P մեծությունը նույնպես հաստատուն է և նշանակված է k: Այն ստացվում է իդեալական գազի վիճակի հավասարումից (Մենդելեև-Կլապեյրոնի հավասարում)։

Այս օրենքը բացատրում է, թե ինչպես ջերմաստիճանի և ճնշման նույն պայմանների դեպքում բոլոր գազերի հավասար ծավալներում կան հավասար թվով մոլեկուլներ (ատոմներ՝ միատոմ գազերի դեպքում)։ Համեմատելով նյութի քանակները երկու տարբեր պայմաններում, այն կարելի է գրել որպես

Այս հավասարումը ցույց է տալիս, որ գազի մոլերի թվի աճի դեպքում ծավալը համեմատականորեն աճում է։ Համանման ձևով, գազի ծավալի նվզաման դեպքում նվազում է մոլերի թիվը։ Այսպիսով, իդեալական գազի որոշակի ծավալում մոլեկուլների կամ ատոմների թիվը կախված չէ դրանց չափերից կամ գազի մոլային զանգվածից։

Հետևություններ 
Ավոգադրոյի օրենքից բխող առաջին կարևոր հետևությունն այն է, որ ցանկացած գազի մեկ մոլ միևնույն պայմաններում զբաղեցնում է միևնույն ծավալը։ Մոլեկուլների թիվը 1 մոլ նյութում կոչվում է Ավոգադրոյի թիվ։

Մանսավորապես, նորմալ պայմաններում, այսինքն՝ 0 °C (273 Կ) ջերմաստիճանի և 101,3 կՊա (760 մմ սնդ. սյուն) դեպքում գազի 1 մոլի ծավալը հավասար է 22,4 լ։ Այդ ծավալը կոչվում է գազի մոլային ծավալ, Vm։ Այլ ջերմաստիճանի և ճնշման համար այն կարելի է հաշվել Մենդելեև-Կլապեյրոնի հավասարումից՝
 :

Երկրորդ հետևությունը. միևնույն ջերմաստիճանում և ճնշման տակ տարբեր իդեալական գազերի խտություններն ուղիղ համեմատական են իրենց մոլեկուլային զանգվածներին։։

Այս դրույթը հսկայական ազդեցություն ունեցով քիմիայի զարգացման համար, քանի որ հնարավորություն տվեց որոշել մարմինների մասնակի զանգվածը, որոնք ունակ են անցնելու գազային կամ գոլորշային վիճակների։ Եթե մարմնի մասնակի զանգվածը նշանակենք m, իսկ տեսակարար կշիռը՝ d, ապա m / d մեծությունը հաստատուն պիտի լինի բոլոր մարմինների համար։ Փորձը ցույց տվեց, որ ուսումնասիրվող բոլոր մարմինների համար, որոնք առանց տրոհվելու վերածվում են գոլորշու, այդ հաստատունը հավասար է 28.9, եթե տեսակարար կշռի սահմանման համար ելնենք օդի տեսակարար կշռի սահմանումից, որը ընդունվում է մեկ, իսկ եթե որպես տեսակարար կշռի միավոր ընդունենք ջրածնինը, ապա այս մեծությունը հավասար կլինի 2։ Նշանակելով այս մեծությունը, կամ, որ նույնն է, բոլոր գազերի և գոլորշիների համար ընդհանուր տեսակարար կշիռը С, բանաձևից կունենանք m = dC։ քանի որ գոլորշու տեսակարար կշիռը հեշտ է որոշել, ապա տեղադրելով d-ի արժեքը բանաձևում, կստանանք տվյալ մարմնի համար անհայտ մասնակի կշիռը։

Օրինակ, պոլիբութիլեններից մեկի համար տարրական վերլուծությունը ցույց է տալիս, որ նրանում ածխածնի հարաբերությունը ջրածնին 1։ 2 է, ուստի նրա մասնակի կշիռը կարելի է արտահայտել СН2 կամ C2H4, C4H8 և ընդհանրապես (СН2)n բանաձևերով։ Հետևելով Ավոգադրոյի օրենքին, հեշտությամբ կարող ենք գտնել այս ածխաջրածնի մասնակի կշիռը, քանի որ գիտենք տեսակարար կշիռը, այսինքն գոլորշու խտությունը, որ հավասար է 5.85 (ոդի նկատմամբ), ուստի մասնակի կշիռը կլինի 5,85 • 28,9 = 169,06։ C11H22 բանաձևին համապատասխանում է 154 մասնակի կշիռ, C12H24 բանաձևին՝ 168, իսկ C13H26-ին՝ 182։ Դիտվող արժեքին ամենամոտը C12H24 բանաձևն է, հետևաբար այն արտահայտում է մեր CH2 ածխաջրածնի մասնիկի մեծությունը։

Պատմություն 
Գազերի միջև ընթացող ռեակցիաների առաջին քանակական հետազոտությունները իրականացրել է ֆրանսիացի ֆիզիկոս Գեյ-Լյուսակը։ Նա գազերի ջերմային ընդարձակման օրենքի և ծավալային հարաբերությունների օրենքի հեղինակն է։ 1811 թ. այդ օրենքները բացատրեց իտալացի ֆիզիկոս Ամեդեո Ավոգադրոն։

Տես նաև 
 Ավոգադրոյի թիվ

Ծանոթագրություններ 

Թերմոդինամիկա
Գազային օրենքներ
Ֆիզիկական քիմիա