A Lei de Avogadro é uma das leis experimentais dos gases, que na física estabelece uma relação entre o volume e o número de átomos ou moléculas que compõem um gás.
O nome da lei foi instituído em homenagem a Amadeo Avogadro que, em 1812, levantou sua hipótese. A hipótese de Avogadro era que duas amostras de um gás ideal, de mesmo volume e sob as mesmas condições de temperatura e pressão, continham o mesmo número de partículas.
Na realidade, o comportamento dos gases reais é ligeiramente diferente do comportamento dos gases ideais. Embora a lei de Avogadro seja válida apenas aproximadamente, ainda é uma aproximação útil para os químicos.
O princípio de Avogadro permitiu explicar dentro do modelo atômico de Dalton a lei experimental dos volumes de combinação da lei de Gay-Lussac.
Em 1983, Émile Clapeyron formulou a lei dos gases ideais combinando as leis de Boyle, Charles e Gay-Lussac, juntamente com as de Avogadro.
O que é a lei de Avogadro?
A lei de Avogadro é uma das leis fundamentais dos gases. A lei estabelece que: “todos os casos que estiverem nas mesmas condições de pressão, volume e temperatura, têm o mesmo número de moléculas”.
Como exemplo, se tomarmos volumes idênticos de nitrogênio e hidrogênio e nitrogênio no estado gasoso com as mesmas condições de pressão e temperatura, observamos que eles contêm o mesmo número de moléculas se comportando de acordo com as leis dos gases ideais.
Fórmula da Lei de Avogadro
Esta lei afirma que todos os gases que estão sob as mesmas condições de temperatura e pressão têm a mesma quantidade de substância que é proporcional ao volume que ocupam.
Matematicamente, a fórmula da lei de Avogadro pode ser expressa da seguinte forma:
Onde:
V1 e V2 são os volumes de dois gases diferentes
n1 e n2 são as quantidades de substância gasosa (medida em mols) de ambos os gases.
Como pode ser visto, os volumes são diretamente proporcionais aos mols de gás de cada substância.
Qual é o número de Avogadro?
O número de Avogadro (ou constante de Avogadro), é uma constante física que representa o número de átomos ou moléculas em um mol de uma substância. É expresso com a letra maiúscula N e aproxima-se de 6,02 x 10 23 .
Por exemplo, um mol de carbono tem 6,022x10 23 átomos e sua massa é de aproximadamente 12 gramas (12,01070 ± 0,00080 g/mol).
Aplicações da Lei de Avogadro
A lei é importante porque permite calcular a quantidade de uma substância a partir do número de mols de gás ou de sua massa. Também pode ser usado para converter entre diferentes unidades de concentração, como molalidade e molaridade.
Além disso, a Lei de Avogadro pode ser usada para calcular a quantidade de gás em um recipiente a partir do número de moles ou da pressão. Também pode ser usado para determinar o tamanho das partículas suspensas em um líquido.
Exemplos da Lei de Avogadro
Alguns exemplos da lei de Avogadro são os seguintes:
Se a temperatura de uma amostra do elemento químicocálcio for aumentada, este elemento se expandirá e terá o mesmo número total de átomos.
Quando um balão de ar quente é inflado, ele aumenta de volume à medida que o número de mols de ar aumenta. Subsequentemente, à medida que a temperatura aumenta, o número de mols é reduzido porque o volume permanece constante. Por esta razão, a densidade do fluido diminui e o balão sobe.