Avogadrov zakon: opis in biografija znanstvenika

Predvideti rezultate študije, napovedati vzorec, občutiti skupni izvor - vse to je zaznamovalo delo številnih eksperimentatorjev in znanstvenikov. Najpogosteje se napoved nanaša samo na področje zaposlitve raziskovalca. In malo jih ima pogum, da naredijo dolgoročne napovedi, bistveno pred časom. Italijan Amedeo Avogadro je imel dovolj poguma. Zaradi tega razloga je ta znanstvenik zdaj znan po vsem svetu. Avogadrov zakon še vedno uporabljajo vsi kemiki in fiziki na planetu. V tem članku bomo podrobneje opisali njega in njegovega avtorja.

Otroštvo in študij

Amedeo Avogadro se je rodil leta 1776 v Torinu. Njegov oče Philippe je delal kot uslužbenec v sodstvu. Skupaj je družina imela osem otrok. Vsi predniki Amedea so bili odvetniki katoliške cerkve. Mladenič tudi ni odstopil od tradicije in prevzel sodno prakso. Že pri dvajsetih letih je doktoriral.

Sčasoma je pravna praksa prenehala privabljati Amedeo. Interesi mladeniča so ležali na drugem območju. Še v mladosti je obiskoval šolo eksperimentalne fizike in geometrije. Potem je v prihodnosti znanstvenik zbudil ljubezen do znanosti. Zaradi vrzeli v znanju se je Avogadro ukvarjal s samoizobraževanjem. Pri 25 letih je Amedeo svoj prosti čas posvetil študiju matematike in fizike.

Znanstvene dejavnosti

V prvi fazi se je Amedeovo znanstveno delo posvetilo proučevanju električnih pojavov. Avogadrov interes je postal še posebej intenziven, ko je Volt v 19. stoletju odkril vir električnega toka. Nič manj zanimanje za mladega znanstvenika so bile razprave Volte in Galvanija o naravi električne energije. In na splošno je bilo to področje napredovalo v znanosti.

Leta 1803 in 1804 sta Avogadro in njegov brat Felice znanstvenikom Akademije v Torinu predstavila dva dela, ki razkrivata teorije elektrokemijskih in električnih pojavov. Leta 1804 je Amedeo postal pripadnik te akademije.

Leta 1806 se je Avogadro zaposlil kot mentor v Torinskem liceju. Tri leta kasneje se je znanstvenik preselil v licej Vercelli, kjer je deset let poučeval matematiko in fiziko. Takrat je Amedeo prebral veliko znanstvene literature in naredil koristne izvlečke iz knjig. Vodil jih je do konca življenja. Vsak je imel kar 75 zvezkov po 700 strani. Vsebina teh knjig govori o vsestranskosti interesov znanstvenika in o velikanskem delu, ki ga je opravil.

Osebno življenje

Amedeo je družinsko življenje uredil zelo pozno, ko je njegova starost že prestala za tretji ducat. Delo v Vercelliju je srečal z Anno di Giuseppe, ki je bila mnogo mlajša od znanstvenika. V tem zakonu so se rodili osem otrok. Nihče od njih ni sledil stopinjam svojega očeta.

Avogadrov zakon in njegove posledice

Leta 1808 je Gay-Lussac (v sodelovanju s Humboldtom) oblikoval načelo volumetričnih odnosov. Ta zakon navaja, da se lahko izrazi razmerje med količinami reagirajočih plinov številke. Na primer, 1 volumen klora, združen z 1 volumskim delom vodika, daje 2 volumski del klorovodika itd. Toda ta zakon ni dal ničesar, ker, prvič, ni bilo konkretne razlike med pojmoma korpuskle, molekula, atom, in drugič, znanstveniki so imeli različna mnenja o sestavi delcev različnih plinov.

Leta 1811 se je Amedeo lotil temeljite analize rezultatov raziskave Gay-Lussac. Zato je Avogadro spoznal, da zakon volumskih odnosov omogoča razumevanje strukture plinske molekule. Hipoteza, ki jo je oblikoval, je glasila: "Število molekul katerega koli plina v istem volumnu je vedno enako."

Odkritje zakona

Tri leta je znanstvenik še naprej eksperimentiral. Tako se je pojavil Avogadrov zakon, ki se sliši takole: „Enake količine plinastih snovi pri enaki temperaturi in tlaku vsebujejo enako število molekul. Merilo mase molekul lahko določimo z gostoto različnih plinov. " Na primer, če 1 liter kisika vsebuje toliko molekul kot 1 liter vodika, potem je razmerje med gostoto teh plinov enako masnemu razmerju molekul. Znanstvenik je tudi ugotovil, da molekule v plinih niso vedno sestavljene iz posameznih atomov. Prisotnost obeh različnih in enakih atomov je sprejemljiva.

Žal v času Avogadra tega zakona teoretično ni bilo mogoče dokazati. Vendar je omogočil, da se v poskusih ugotovi sestava plinskih molekul in določi njihova masa. Sledimo logiki takšnega razmišljanja. Med poskusom je bilo ugotovljeno, da so vodne pare iz plina in volumni vodika in kisika povezani v razmerju 2: 1: 2. Iz tega lahko sklepamo drugače. Prvi: molekula vode je sestavljena iz treh atomov, molekula vodika in kisika dveh. Drugi sklep je prav tako primeren: molekule vode in kisika so diatomske, vodik pa je monomat.

Nasprotniki hipoteze

Avogadrov zakon je imel veliko nasprotnikov. To je bilo deloma posledica dejstva, da v teh dneh ni bilo preprostega in jasnega zapisa enačb in formul kemijskih reakcij. Glavni sovražnik je bil Jens Berzelius, švedski kemik z nespornim pooblastilom. Verjel je, da imajo vsi atomi električni naboji in same molekule so sestavljene iz atomov z nasprotnimi naboji, ki se privlačijo. Torej so atomi vodika imeli pozitivni naboj, atomi kisika pa negativni. S tega vidika preprosto ne obstaja molekula kisika, sestavljena iz 2 enako obremenjenih atomov. Če pa so molekule kisika še vedno monoatomne, potem mora biti v reakciji dušika s kisikom razmerje volumskega razmerja 1: 1: 1. Ta izjava je v nasprotju s poskusom, kjer sta bila pridobljena 2 litra dušikovega oksida iz 1 litra kisika in 1 litra dušika. Zato je Berzelius in drugi kemiki zavrnili Avogadrov zakon. Navsezadnje ni popolnoma v skladu z eksperimentalnimi podatki.

Oživitev zakona

Pred šestdesetimi leti 19. stoletja je bila v kemiji opazovana samovolja. Razširila se je kot ocena molekulske mase in opis kemijskih reakcij. Na splošno je bilo veliko napačnih predstav o atomski sestavi kompleksnih snovi. Nekateri znanstveniki so celo načrtovali opustitev molekularne teorije. In šele leta 1858 je italijanski kemik, imenovan Cannizzaro, v korespondenci med Bertholletom in Amperom našel sklicevanje na Avogadrov zakon in njegove posledice. To je poenostavilo zapleteno sliko kemije tistega časa. Dve leti kasneje je Cannizzaro na mednarodnem kongresu o kemiji govoril o zakonu Avogadro v Karlsruheju. Njegovo poročilo je naredilo neizbrisen vtis na znanstvenike. Eden od njih je rekel, da se mu je zdelo, da vidi njegove oči, vsi dvomi so izginili in v zameno se je pojavil občutek zaupanja.

Po priznanju zakona Avogadro znanstveniki niso mogli le določiti sestave plinskih molekul, ampak tudi izračunati atomske in molekularne mase. To znanje je pomagalo pri izračunavanju masnih razmerij reagentov v različnih kemijskih reakcijah. In bilo je zelo udobno. Z merjenjem mase v gramih lahko raziskovalci delujejo z molekulami.

Zaključek

Veliko časa je minilo od odkritja Avogadrovega zakona, vendar nihče ni pozabil na ustanovitelja molekularne teorije. Logika znanstvenika je bila brezhibna, kar so kasneje potrdili izračuni J. Maxwella, ki temeljijo na kinetični teoriji plinov, in nato eksperimentalne študije. (Brownovo gibanje). Določeno je bilo tudi, koliko delcev je v molu vsakega plina. Ta konstanta - 6.022 • 1023 je bila imenovana Avogadrova številka ohranitev imena preudarnega Amedea.