آخر تحديث: 28/08/2021

علاقة قانون أفوجادرو بالصيغة الرياضية

علاقة قانون أفوجادرو بالصيغة الرياضية
تم استنتاج قانون أفوجادرو في عام 1811 ,فهذا القانون من القوانين الخاصة بالغازات ,والذي اكتشف هذا القانون هو العالم أفوجادرو الذي وجد علاقة بين كلا من حجم وكمية الغاز.
حيث أن في قانون أفوجادرو تم استنتاج أن الحجوم المتساوية من الغازات المختلفة هي تحتوي علي نفس العدد من الجزيئات, فهذا يكون من خلال القيام بقياس هذه الحجوم تحت الظروف نفسها.

الغازات

  • يعتبر الغاز بأنه من أحد الحالات الثلاثة التي تكون للمادة في الطبيعة فالغاز يتكون من جزيئات تكون صغيرة للغاية وتكون أيضا هذه الجزيئات غير مترابطة مع بعضها البعض, فهذا يكون نتيجة لوجود تباعد في المسافات التي تكون بين جزيئات الغاز.
  • وأيضا السبب يكمن في ضعف قوة التماسك بينهما، حيث أنه هذه الجزئيات تتحرك ناحية أي غاز يكون محصور في وعاء بهذه الحركة تكون عشوائية ومستمرة بسبب تعرضها للتصادم ببعضها.
  • وأيضا تعرضها للتصادم في جدار الوعاء التي توجد فيه ,من المعروف أن هذه الغازات تتأثر من خلال درجة الحرارة والحجم والضغط، حيث يوجد علاقة تكون واضحة بين هذه الأطراف التي أدت إلى ظهور الكثير والعديد من القوانين التي قامت بالاهتمام بدراسة الغازات.

قانون أفوجادرو

الذرات تعرف بأنها تكون عبارة عن:

  • جسيمات صغيرة في الحجم للغاية وأيضا يكون من الصعب القيام بالتعامل مع هذه الجزيئات من خلال المقاييس العادية فهذا كان سبب للتفكير في التعامل مع عينة من هذه الجزيئات أو عدد يكون كبير من الذرات.
  • فهذا يكون من أجل القيام بحساب كميات الذرات فالعلماء استطاعوا التوصل إلى عدد أفوجادرو أو ثابت أفوجادرو.
  • فهو يكون عبارة عن عدد الذرات التي تكون متواجدة في 12 جرام من الكربون C12 أو هو يكون عبارة عن عدد الجسيمات التي توجد في مول واحد من المادة، فالقيمة الخاصة بعدد أفوجادرو هي 6.022 * 1023.

 ويعرف المول بأنه:

  • كمية المادة التي تحتوي علي عدد من الدقائق أو الذرات أو الجزيئات والتي تكون متساوية في العدد مع ذرات الكربون التي توجد في 12 جرام من ذرة الكربون.

ما هو سبب اختيار ذرة الكربون كمقياس ؟

 يرجع السبب في اختيار ذرة الكربون كمقياس إلى الأتي:

  • أن ذرات الكربون تعتبر من الذرات الأكثر انتشار في الطبيعة من حيث العدد وأيضا ذرة الكربون يمكن القيام بقياس كتلتها بدقة وبسهولة، حيث أن وزن مول واحد من ذرة الكربون يكون معروف فهو 12.000.
  • قام العلماء بعد عدد الذرات التي تكون في الكربون وبع ذلك قاموا بتحديد كمية من الجسيمات في مول من المادة الذي أتضح بأنه عدد أفوجادرو.

مثال علي ذلك :

قوم بحساب عدد ذرات الكربون في 12 جرام من الكربون حيث أن كتلة ذرة واحدة من الكربون هي 1.96629*10-23 ؟

الحل هو :

أن عدد ذرات الكربون = (12/1.96629*10-23) = 6.0210*1023 = عدد أفوجادرو.

الكتلة المولية

الكتلة المولية الذرية تعرف بأنها عبارة عن كتلة مول ذرات العنصر فوحدتها هي مول -1 إليكم مثال علي ذلك :

  • أن الكتلة المولية الذرية للكربون تساوي 12 مول -1.
  • أن الكتلة المولية للهيدروجين تساوي 1 مول -1.
  • أن الكتلة المولية الذرية للكلور تساوي 5.35 مول -1.

الكتلة المولية الجزيئية، هي تكون عبارة عن مجموع الكتل المولية التي يتكون منها المركب الجزيئي إليكم أمثلة علي ذلك :

  •  الكتلة المولية الجزيئية للماء (H2O )= 2 من الكتلة المولية للهيدروجين + الكتلة المولية للأكسجين فهذا = 18 جرام من مول -1 .
  • الكتلة المولية الجزيئية (H2SO4) الكتلة المولية للهيدروجين + الكتلة المولية للكبريت + 4 الكتلة المولية للأكسجين = 98 جرام من مول -1.

مثال قوم بحساب الكتلة في 9.45 مول من N2O3 ؟

  • فالكتلة المولية (N2O3 ) = 76 = 16 3+ 14 *2 جرام مول -1
  • فعدد المولات بذلك = الكتلة / الكتلة المولية، 9.45 = الكتلة / 76،اذا الكتلة = 9.45 * 76 = 718.2 جرام.

العلاقة بين عدد أفوجادرو وكمية المادة

  • عدد المولات = ( الكتلة / الكتلة الموليّة)
  • كمية المادة = ( عدد المولات / عدد الجزيئات)

مثال علي ذلك :

قوم بحساب كمية المادة التي توجد في قطعة من النحاس تكون كتلتها 92 جرام.

فيكون الحل :

كمية المادة = ( 8.76 * 1023 / 6.02 * 1023) = 1.45 مول.

قانون أفوجادرو بالصيغة الرياضية

  •  يكون حجم الغاز = ثابت * كمية المادة للغاز، فيكون ذلك عندما يكون حجم الغاز عند درجة الحرارة والضغط المثاليين = 22.4 لتر.

مثال علي ذلك :

قوم بحساب الحجم من خلال اللتر الذي يشغله 0.202 من مول من غاز ما عند الظروف المعيارية.

 الحل :

1 مول = 22.4 لتر، 0.202 مول = ,اذا الحجم = 22.4 * 0.202 = 4.52 لترات.

مثال علي ذلك :

ما هي عدد جزئيات غاز الأكسجين التي توجد في 3.36 لتر من غاز الأكسجين عند الظروف القياسية من الضغط والحرارة ؟

  •  فأتضح أن عدد مولات الأكسجين = (3.36 * 1) / 22.4 = 0.15 مول.
  • وأتضح لنا أن عدد المولات = عدد الجزيئات / عدد أفوجادرو، فبذلك عدد الجزئيات = 0.15 * 6.02 * 1023 = 9 * 1022 جزيء.

 قانون أفوجادرو للغازات

  • من نتائج هذا القانون والتي تعد من أهمها هو أن ثابت الغازات العام يحتوي علي نفس القيمة لكل الغازات.
  • حيث أن ذلك يسمي بثابت أفوجادرو أو عدد أفوجادرو هو 6.02×1023 من المكونات التي توجد في المول الواحد.
  • أي هو يعرف بأنه عدد الذرات أو الجزيئات أو الأيونات التي توجد في المول الواحد من المادة.

عدد أفوجادرو

 عدد أفوجادرو يمكن أن يطلق علي أيضا اسم ثابت أفوجادرو حيث أنه:

  • من أحد الثوابت التي يتم استخدامها في كلا من علم الكيمياء والفيزياء، ويرجع اسمه إلى العالم الذي أكتشفه ,فعدد عدد أفوجادرو هو أيضا عدد ذرات الكربون -12 في كل 12 جرام من الكربون ,فهذا الرقم يعادل العدد 6.022×1023.
  • حيث وقع الاختيار علي عنصر الكربون لكي يتم حساب العدد حيث أن قياس كتلة عنصر الكربون يحدث بشكل دقيق، لأن وزن المول الواحد من عنصر الكربون الذي يتم قياسه عن طريق استخدام مقياس الكتلة المولية هو 12.000 ,فهذا تم إيجاده من خلال القيام بتقسيم كتلة الذرة الحقيقية علي واحدة قياسية خاصة بالكتل الذرية.
  • الذرات لا يمكن رؤيتها من خلال العين المجردة أو من خلال المجاهر العلمية حيث ذلك يجعل دراستها صعبة اذا تمت عن طريق استخدام المقاييس العادية فنتيجة لذلك تم التفكير في استنتاج عدد معين والتعامل مع عدد معين من الذرات التي تكون خاصة بعنصر محدد لكي تسهل عملية حساب كميات الذرات.
في هذا المقال قمت بتوضيح ما هو قانون أفوجادرو, فيعد واحد من أكثر القوانين أهمية في التعامل مع الذرات والجزيئات, فهذه المعلومات بالفعل سوف تفيد الباحثين المتخصصين في علم الكيمياء.

للإستفادة من هذا المقال انسخ الرابط

تم النسخ
لم يتم النسخ