Avogadros lag – definition och förklaring av gaslagen

Avogadros lag – enkel och tydlig förklaring av gaslagen: varför lika volymer gaser vid samma tryck och temperatur innehåller lika många molekyler. Formel, exempel och tillämpningar.

Avogadros lag är en gaslag inom kemin som säger att lika stora volymer av alla gaser, vid samma temperatur och tryck, har samma antal molekyler. Detta innebär att om två gaser har samma volym, tryck och temperatur kommer de att ha samma antal molekyler.

Formel och samband

Avogadros lag uttrycks ofta som ett proportionellt samband mellan gasens volym V och substansmängden n (antalet mol):

V ∝ n

Detta kan skrivas som ett kvotförhållande för två tillstånd eller två gasprover vid samma temperatur och tryck:

V1 / n1 = V2 / n2

Sambandet är också förenligt med idealgaslagen PV = nRT, där P är tryck, V volym, n substansmängd, R gaskonstanten och T temperatur i kelvin. Avogadros lag är alltså en följd av att samma tryck och temperatur ger proportionell volymökning med antalet mol.

Avogadros konstant och molbegreppet

Antalet partiklar i en mol definieras av Avogadros konstant N_A, som är ungefär 6,02214076 × 10²³ partikel/mol. Det innebär att 1 mol av vilken gas som helst (under samma förhållanden) innehåller detta stora antal molekyler.

Ett praktiskt talvärde som ofta används är molvolymen för en ideal gas vid standard tillstånd (0 °C och 1 atm): ca 22,414 L/mol. Det betyder att 22,414 liter av en ideal gas vid dessa förhållanden innehåller 1 mol, alltså ~6,02×10²³ molekyler.

Exempel

• Om du har 11,207 L av en gas vid 0 °C och 1 atm, motsvarar det 0,5 mol. Antalet molekyler är då 0,5 × 6,022×10²³ ≈ 3,01×10²³.
• Två behållare innehåller varsin gas, t.ex. H₂ och O₂, båda 10 L vid samma temperatur och tryck. Enligt Avogadros lag innehåller båda behållarna samma antal molekyler, även om massan och kemiska egenskaper skiljer sig åt.
• Användning i beräkningar: från idealgaslagen kan du räkna ut substansmängden n = PV/(RT) och sedan m = n·M för att få massan (M = molmassa).

Betydelse och tillämpningar

• Grundläggande för stoikiometri och beräkningar i gaskemiska reaktioner.
• Används för att bestämma molvolym, molmassa och antal partiklar i gaser.
• Viktig i gaslagar, kinetisk gastheori och när man jämför gasers egenskaper oberoende av kemisk art.

Begränsningar och villkor

• Avogadros lag gäller för idealiska gaser eller när verkliga gaser beter sig nära idealt — det vill säga vid låga tryck och relativt höga temperaturer.
• Vid höga tryck eller låga temperaturer avviker verkliga gaser från idealbeteendet och man måste använda korrigerade modeller (t.ex. van der Waals-ekvationen).
• Lagen kräver att temperatur och tryck är desamma för de gasprover som jämförs.

Kort historik

Avogadros hypotes föreslogs 1811 av den italienske fysikern och kemisten Amedeo Avogadro. Hypotesen var viktig för att skilja mellan atomer och molekyler och lade grunden för modern molekylär kemi. Den exakta numeriska värdet på Avogadros konstant bestämdes senare med hjälp av experiment och definierades slutligen mycket precist i samband med SI-omdefinitionerna.

Frågor och svar

F: Vad är Avogadros lag?

F: Vad innebär lika stora volymer av alla gaser?

F: Vad är grunden för Avogadros lag?

F: Vad är betydelsen av Avogadros lag?

F: Vad händer om två gaser har olika volym men samma tryck och temperatur?

F: Hur förhåller sig Avogadros lag till idealgaslagen?

F: Fungerar Avogadros lag för alla gaser?

Sök med bokstav