ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Закон соединения газов Гей-Люссака и атомистическая теория из "Общая химия" До сих пор мы имели дело только с физическими свойствами газов и законами, описывающими эти свойства. Теперь нам предстоит обратиться к химическим реакциям между газами. В Э7 ИХ вопросах газовые законы имеют огромное значение для химиков, так как они дают возможность определять молекулярные и атомные веса газообразных веществ. [c.163] Уже давно установлено, что объемы реагирующих между собой газов связаны очень простыми соотношениями. Гей-Люссак наблюдал, например., что два объема водорода реагируют с одним объемом кислорода, а если какой-нибудь из этих газов имеется в избытке, то этот избыток остается непрореагировавшим. При реакции между газообразными водородом и иодом расходуются равные объемы этих газов и образуются два объема иодистого водорода. Закон соединения газов Гей-Люссака утверждает, что объемы газов, участвующих в химической реакции, находятся в простых целочисленных соотношениях (если они измеряются при постоянном давлении и температуре). [c.163] Пытаясь объяснить закон соединения газов Гей-Люссака в свете атомистической теории Дальтона, Авогадро пришел к чрезвычайно важному выводу. Его рассуждения сводились к следующему поскольку один объем водорода реагирует с равным объемом хлора и при этом образуются два объема хлористого водорода, значит, каждая молекула водорода должна содержать два атома водорода, а каждая молекула хлора—два атома хлора. Это заключение основано на гипотезе, что в равных объемах газов (при одинаковом давлении и температуре) содержится равное число молекул. Выдвинутую Авогадро гипотезу в наше время принято называть законом Авогадро. Вывод Авогадро иллюстрируется рис. 9.13, на котором схематически изображены реакции между предельно малыми объемами газов—настолько малыми, что в каждом из них содержится всего по одной молекуле данного газа. [c.163] После того как была доказана правильность гипотезы Авогадро, можно было легко определить молекулярный вес любого газа, если был известен объем газа, в котором содержится авога-дрово число молекул, другими словами, молярный объем газа. Объем газа, содержащего авогадрово число молекул, при нормальных условиях равен, 22,412 л, и, следовательно, вес 22,412 л газа при нормальных условиях представляет собой грамм-молекулярный вес этого газа (рис. 9.15). [c.164] Следует отметить, что иллюстрируемые рис. 9.15 соотношения, которые получили всеобщее признание, были установлены произвольно. Канниццаро, который в 1858 г. возродил к жизни идеи Авогадро, показал, что если положить молекулярный вес водорода равным 2 (так что его атомный вес будет равен 1, поскольку каждая молекула водорода, как было показано, содержит два атома), то можно найти молекулярный вес любого газа путем сравнения веса этого газа с весом равного объема водорода (при одинаковых условиях). Позже в качестве единой основы для сравнения молекулярных весов был выбран кислород с молекулярным весом 32, а в настоящее время решено использовать для этой цели один из изотопов углерода, углерод-12, который взят в качестве условного стандарта. Таким образом, истинное значение числа Авогадро определяется выбором шкалы атомных весов. Точно так же и молярный объем газа (22,412 л) обусловлен условно принятой шкалой атомных весов, так как он определяется числом молекул в моле газообразного вещества. [c.164] Универсальный характер закона вогадро можно проиллюстрировать таким примером. Допустим, что космонавты доставили на Землю образец неизвестного газа объемом 100 мл (при нормальных условиях), вес которого 0,00446 г. Учитывая, что моль любого газа при нормальных условиях должен иметь объем 22,412 л, находим. [c.164] От определения молекулярных весов газов остается всего один шаг до установления атомных весов элементов. Если найдены молекулярные веса ряда газообразных соединений, в состав которых входит один и тот же элемент, то чаще всего оказывается, что в одном из соединений этого ряда молекулы содержат только по одному атому данного элемента. Например, в ряду водородсодержащих соединений HjO, СНф НС1, NH3 и jHf, наименьший вес водорода в одном моле вещества равен 1 г, в других соединениях этого ряда вес водорода в одном моле вещества выражается целыми числами, кратными 1. Правда, в наше время при установлении атомных весов элементов химики могут воспользоваться несколькими различными методами, напргимер масс-спектрометрией или дифракцией рентгеновских лучей. Однако следует лишь поражаться тому, что еще 100 лет назад химики сумели установить с помощью закона Авогадро вполне согласованные значения атомных весов всех известных в то время элементов, которые в наше время подвергаются только уточнениям, но не принципиальному пересмотру. [c.165] Вернуться к основной статье