Ley de Avogadro y los Gases - Física en Línea

Dispositivos para medir la presión y el volumen de gases. En Unsplash por Jay Heike en https://unsplash.com/photos/gray-and-multicolored-analog-gauges-M6xNMyYi4H8

Objetivos:

Terminada la lección podrás:

Explicar los conceptos fundamentales de la ley de Avogadro.

Elba M Sepulveda

Foto en blanco y negro de una bomba de echar aire. En Unsplash por Dan Crile en https://unsplash.com/photos/a-black-and-white-photo-of-an-air-meter-i-YP4aGN5Bc

Introducción

La Ley de Avogadro, formulada por Amedeo Avogadro en 1811, establece lo siguiente:

Volúmenes iguales de todos los gases, a la misma temperatura y presión, contienen el mismo número de moléculas.

En otras palabras, la ley de Avogadro implica que el volumen de un gas es directamente proporcional al número de moles (o moléculas) del gas, siempre y cuando la temperatura y la presión permanezcan constantes.

Matemáticamente, esta ley se puede expresar de la siguiente manera:

n₁V₁=n₂V₂=k

Donde:

V₁y V₂ son los volúmenes inicial y final del gas.
n₁ y n2 son el número de moles inicial y final del gas.
k es una constante de proporcionalidad que depende de la temperatura y la presión.

Científico italiano Amadeo Avogadro. By The original uploader was Anton at German Wikipedia. – Transferred from de.wikipedia to Commons by Septembermorgen using CommonsHelper., Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=8947961

Implicaciones y Significado:

Relación Volumen-Cantidad: La ley revela una relación directa entre la cantidad de gas (medida en moles o número de moléculas) y el espacio que ocupa (volumen). Si aumentas la cantidad de gas, el volumen también aumentará proporcionalmente, manteniendo la temperatura y la presión constantes. De manera similar, si disminuyes la cantidad de gas, el volumen disminuirá.
Independencia de la Naturaleza del Gas: Un aspecto crucial de la ley de Avogadro es que se aplica a todos los gases, independientemente de su identidad química. Esto significa que un litro de hidrógeno contiene el mismo número de moléculas que un litro de oxígeno, siempre que ambos gases estén a la misma temperatura y presión.
Base para el Concepto de Mol: La ley de Avogadro fue fundamental para el desarrollo del concepto de mol, que es la unidad de cantidad de sustancia en el Sistema Internacional de Unidades (SI). Un mol se define como la cantidad de sustancia que contiene un número de entidades elementales (átomos, moléculas, iones, etc.) igual al número de Avogadro, cuyo valor aproximado es 6.02214076×10²³ mol⁻¹.

En resumen, la Ley de Avogadro es un principio fundamental en la química que establece una relación directa entre el volumen de un gas y la cantidad de sustancia que contiene, bajo condiciones de temperatura y presión constantes. Fue crucial para el desarrollo de la teoría atómica y molecular y para la definición del concepto de mol.