ما هو قانون أفوجادرو؟
يعرف قانون أفوجادرو للغازات (بالإنجليزية: Avogadro's Gas Law) بأنه واحد من القوانين الأساسية للغازات في علم الكيمياء والفيزياء، وهو قانون يربط بين حجم الغاز وكمية الغاز مقاسةً بعدد المولات، مع افتراض ثبوت كل من درجة الحرارة والضغط، حيث ينص قانون أفوجادرو للغازات على أنه "عند ثبوت درجة الحرارة والضغط، يتناسب حجم الغاز طرديًّا مع عدد مولاته".[١][٢][٣]
ما هو سبب تسمية قانون أفوجادرو بهذا الاسم؟
سمي قانون أفوجادرو للغازات بهذا الاسم نسبة لعالم الفيزياء الإيطالي أميديو أفوجادرو (بالإنجليزية: Amedeo Avogadro) الذي قدم مساهمات كبيرة وعديدة، ساهمت في فهم سلوك الغازات ونظرية الجزيئات.[١]
ما هي الصيغة الرياضية لقانون أفوجادرو؟
يعبر عن قانون أفوجادرو للغازات بالعلاقة الرياضية الآتية:[١][٢]
حجم الغاز = ثابت أفوجادرو × عدد مولات الغاز
بالرموز:
V = k × n
حيث إن:
- V: حجم الغاز، ويُقاس بوحدة اللتر.
- n: عدد مولات الغاز، وتُقاس بوحدة المول.
- k: ثابت التناسب، الذي يعرف باسم ثابت أفوجادرو، وهو ثابت يعتمد على كل من درجة الحرارة وضغط الغاز، وهو يساوي 1023×6.02214076 مول-1، علمًا بأنتغيير الظروف (الحرارة أو الضغط)، يعني أن قيمة k قد تتغير وفقاً لذلك.
عند زيادة عدد مولات الغاز، يمكن حساب الزيادة في حجمه اعتمادًا على قانون أفوجادرو للغازات من خلال العلاقة الرياضية الآتية:
الحجم الابتدائي للغاز / عدد المولات الابتدائي للغاز= الحجم النهائي للغاز / عدد المولات النهائي للغاز
بالرموز:
V1/n1 = V2/n2
حيث إن:
- V1: الحجم الابتدائي للغاز.
- n1: عدد المولات الابتدائي للغاز.
- V2: الحجم النهائي للغاز.
- n2: عدد المولات النهائي للغاز.
مسائل حسابية على قانون أفوجادرو للغازات
الأمثلة الآتية توضح كيفية استخدام العلاقة الرياضية لقانون أفوجادرو للغازات:[١][٢]
إذا كان لديك 3 مولات من غاز يحتل حجمًا مقداره 90 لترًا في درجة حرارة وضغط معينين، احسب حجم الغاز عند إضافة 2 مول من نفس الغاز تحت الظروف نفسها من الحرارة والضغط؟
وفقًا لقانون أفوجادرو للغازات:
V1/n1 = V2/n2
حيث إن:
- V1: الحجم الابتدائي للغاز، ويساوي 90 لتر.
- n1: عدد المولات الابتدائي للغاز، ويساوي 3 مول.
- V2: الحجم النهائي للغاز، وهو المجهول الذي يجب حسابه.
- n2: عدد المولات النهائي للغاز، وهو يساوي (3 مول + 2 مول = 5 مول).
وعليه فإن:
90/3 = V2/5
V2 = (90 * 5) / 3
V2 = 150 / 3
V2 = 50 لترًا
لذا، الحجم النهائي للغاز عند إضافة 2 مول سيكون 50 لترًا.
إذا كان غاز يحتل حجمًا مقداره 40 لتراً، ويحتوي على 10 مولات من الغاز في هذا الحجم، ثم تم تقليل هذا الحجم إلى النصف، احسب عدد مولات الغاز المتبقية بعد تقليل الحجم، علمًا بأن درجة الحرارة والضغط ثابتين.
وفقًا لقانون أفوجادرو للغازات:
V1/n1 = V2/n2
حيث إن:
V1: الحجم الابتدائي للغاز، ويساوي 40 لتراً.
n1: عدد المولات الابتدائي للغاز، ويساوي 10 مول.
V2: الحجم النهائي للغاز، وهو يساوي 20 لترًا.
n2: عدد المولات النهائي للغاز، وهو المجهول الذي نريد حسابه.
وعليه فإن:
40/10 = 20/n2
إذًا:
n2 = 5 مول.
المراجع
- ^ أ ب ت ث "Avogadro's law", khanacademy, Retrieved 27/8/2023. Edited.
- ^ أ ب ت "Avogadro's Law", byjus, Retrieved 27/8/2023. Edited.
- ↑ "Avogadro’s law", britannica, Retrieved 27/8/2023. Edited.
