قانون أفوجادرو

ينص قانون أفوجادرو (بالإنجليزية: Avogadro's law) على أن: الأحجام المتساوية من الغازات المختلفة والموجودة في ظل الظروف نفسها من درجة الحرارة والضغط؛ تحتوي على عدد متساوٍ من الجزيئات،[١] والصيغة الرياضية لقانون أفوجادرو هي كالآتي:[٢][٣]


ثابت الغاز= حجم الغاز/كمية الغاز

بالرموز: K=V/n


أو:

حجم الغاز الأول/ كمية الغاز الأول = حجم الغاز الثاني/ كمية الغاز الثاني

بالرموز: V1/n1 = V2/n2




في قانون أفوجادرو يرمز لكمية الغاز بالرمز (n) وهو نفسه عدد مولات الغاز.




أسئلة على قانون أفوجادرو

فيما يأتي أسئلة متنوعة ومحلولة على قانون أفوجادرو:


السؤال:

إذا كان الحجم الأولي لغاز يساوي 60 لتر وعدد المولات الأولية له يساوي 0.5 مول، احسب الحجم النهائي له عند إضافة 0.25 مول.[٤]


الحل:

الحجم الأولي (v1) = 60 لتر

الكمية الأولية (n1) = 0.5 مول

الكمية النهائية (n2) = 0.5 + 0.25

الكمية النهائية (n2) = 0.75 مول

باستخدام القانون، V1/n1 = V2/n2

V2 = (60 لتر× 0.75 مول) / 0.5 مول

الحجم النهائي = 9 لتر.





السؤال:

يملأ مول واحد من غاز الهيليوم بالونًا فارغًا يصل حجمه إلى 1.5 لتر، احسب حجم البالون إذا تمت إضافة 2.5 مول إضافي من غاز الهيليوم، علمًا بأن درجة الحرارة والضغط ثابتين.[٢]


الحل:

الكمية الاولى للبالون (n1) = 1 مول

الحجم الأولي للبالون (V1) = 1.5

الكمية النهائية عند إضافة الهيليوم (n2) = 1مول + 2.5 مول = 3.5 مول

باستخدام القانون، V1/n1 = V2/n2

V2 = (1.5 لتر × 3.5 مول) / 1 مول

الحجم النهائي للبالون (V2) = 5.25 لتر.




السؤال:

يوجد 50 جرام من غاز النيتروجين في حاوية سعتها 3.0 لتر، ويقوم الغاز بعمل ضغط مقداره 3 جو (atm) على الحاوية، إذا ظل الضغط ثابتًا، ما الكمية المولية النهائية للغاز الموجود في الحاوية إذا تمت إضافة الغاز حتى يزداد الحجم إلى 5.0 لتر؟[٥]


الحل:

أولًا، سنقوم بتحويل الكتلة الأولية للغاز إلى مولات، مع العلم أن غاز النيتروجين ثنائي الذرة.

الكتلة المولية الأولية (n1) = 50 جرام × (1 مول/ 28 جرام)

الكتلة المولية الأولية (n1) = 1.79 مول.

باستخدام القانون، V1/n1 = V2/n2

n2 = (5 لتر × 1.79 مول) / 3 لتر

الكمية المولية النهائية (n2) = 3 مول.




السؤال:

لنفترض أنك تملك 5 لترات من الغاز تحتوي على 0.965 مول من الجزيئات، ما الحجم الجديد للغاز إذا زادت الكمية حتى وصلت إلى 1.80 مول، مع ثبات الضغط ودرجة الحرارة.[٦]

الحل:

الكمية الاولى (n1) = 0.965 مول

الحجم الأولي (V1) = 5 لتر

الكمية النهائية (n2) = 1.80 مول

باستخدام القانون، V1/n1 = V2/n2

V2 = (5 لتر × 1.8 مول) / 0.965 مول

الحجم النهائي = 9.33 لتر.




السؤال:

تم تعبئة بالون بحجم 1.90 لتر بكمية 0.0920 مول من غاز الهيليوم، إذا تمت إضافة 0.0210 مول من الهيليوم إلى البالون مع ثبات درجة الحرارة والضغط، فما الحجم الجديد للبالون؟[٣]


الحل:

الكمية الاولى للبالون (n1) = 0.0920 مول

الحجم الأولي للبالون (V1) = 1.90 لتر

الكمية النهائية عند إضافة الهيليوم (n2) = 0.0920 مول + 0.0210 مول = 0.1130 مول

باستخدام القانون، V1/n1 = V2/n2

V2 = (1.90 لتر × 0.1130 مول) / 0.0920 مول

الحجم النهائي للبالون = 2.33 لتر.




السؤال:

يحتوي إطار على 10 مولات من الهواء ويحتل حجمًا مقداره 40 لتر، ويوجد به ثقب يفقده نصف حجمه، مع الأخذ بعين الاعتبار أن الضغط ودرجة الحرارة ثابتين، ما هي كمية الهواء في الإطار المنكمش؟[٢]

الحل:

الكمية الأولى لهواء الإطار (n1) = 10 مول

الحجم الأولي لهواء الإطار (V1) = 40 لتر

الحجم النهائي لهواء الإطار (V2) = 20 لتر

باستخدام القانون، V1/n1 = V2/n2

n2 = (20 لتر × 10 مول) / 40 لتر

الكمية المولية النهائية = 5 مول.



السؤال:

11 لتر من غاز الهليوم موجودة في أسطوانة معينة، إذا كانت كمية غاز الهيليوم هو 0.965 مول، ثم تم زيادة كمية الغاز إلى 0.9 مول، فما الحجم الجديد الذي سينتج إذا كانت درجة الحرارة والضغط متماثلين؟[٧]

الحل:

الكمية الأولى للغاز (n1) = 0.965 مول

الحجم الأولي للغاز (V1) = 11 لتر

الكمية النهائية عند إضافة الهيليوم (n2) = 0.965 مول + 0.9 مول = 1.865 مول

باستخدام القانون، V1/n1 = V2/n2

V2 = (11 لتر × 0.9 مول) / 0.965 مول

الحجم النهائي للغاز = 10.259 لتر.




السؤال:

يحتوي حجم مقداره 12.8 لتر على 0.000498 مول من غاز الأكسجين، عند درجة حرارة وضغط ثابتين، ما الحجم الذي يملأه 0.0000136 مول من الغاز؟[٣]


الحل:

الكمية الأولى (n1) = 0.000498 مول

الحجم الأولى (V1) = 12.8 لتر

الكمية النهائية (n2) = 0.000498 مول + 0.0000136 مول = 0.0005116 مول

باستخدام القانون، V1/n1 = V2/n2

V2 = (12.8 لتر × 0.0005116 مول) / 0.000498 مول

الحجم النهائي = 13.15 لتر.






المراجع

  1. "Avogadro's law", britannica, Retrieved 12/10/2021. Edited.
  2. ^ أ ب ت byjus team (2019), "Avogadro's Law", byjus, Retrieved 8/10/2021. Edited.
  3. ^ أ ب ت Henry Agnew , Marisa Alviar-Agnew , CK-12 Foundation (17/2/2021), "Avogadro’s Law- Volume and Moles", chemistry libretexts, Retrieved 8/10/2021. Edited.
  4. Todd Helmenstine (5/1/2019), "Avogadro's Law Example Problem", thoughtco, Retrieved 8/10/2021. Edited.
  5. varsitytutors team (2020), "Gases and Gas Laws", varsitytutors, Retrieved 8/10/2021. Edited.
  6. thoughtco Writers (2020), "What Is Avogadro's Law? Definition and Example", thoughtco, Retrieved 8/10/2021. Edited.
  7. Joe Kochitty, Rajshekhar Ratrey,Parabhadeep Dedi...etc (2020), "Avogadro’s Law Formula", toppr, Retrieved 11/10/2021. Edited.