Undang-undang Avogadro • James Trefil, Ensiklopedia "Dua Ratus Hukum Alam Semesta"

Undang-undang Avogadro

Apabila kayu dibakar, tindak balas kimia berlaku: karbon kayu menggabungkan dengan oksigen udara dan karbon dioksida terbentuk (CO2). Satu atom karbon mempunyai jisim yang sama seperti 12 atom hidrogen, dan dua atom oksigen – sebagai 32 atom hidrogen. Oleh itu, nisbah jisim karbon dan oksigen yang terlibat dalam tindak balas adalah 12:32 (atau, setelah penyederhanaan, 3: 8). Mana-mana unit ukuran yang kita pilih, nisbahnya akan kekal tidak berubah: 12 gram karbon sentiasa bertindak balas dengan 32 gram oksigen, 12 tan karbon dengan 32 tan oksigen, dan lain-lain. Dalam tindak balas kimia, bilangan atom relatif setiap elemen yang mengambil bahagian dalam tindak balas. Dan, melihat api yang terbakar pada waktu malam, kita dapat yakin bahawa setiap atom karbon dari kayu akan ada dua atom oksigen dari udara, dan nisbah massa mereka akan menjadi 12:32.

Oleh sebab itu, ini bermakna terdapat banyak atom dalam 12 gram karbon seperti dalam 16 gram oksigen. Ahli kimia memanggil jumlah atom ini kita berdoa. Sekiranya jisim atom relatif suatu bahan adalah n (iaitu atomnya dalam n kali lebih berat daripada atom hidrogen), maka jisim satu tahi lalat bahan ini adalah n gramMole adalah ukuran jumlah bahan, sama dengan pasangan, sedozen atau seratus. Selalunya terdapat dua kaus kaki dalam sepasang, selusin telur selalu dua belas; dengan cara yang sama, dalam tahi lalat bilangan atom atau molekul sentiasa sama.

Tetapi bagaimana saintis memahami ini? Lagipun, atom masih jauh lebih sukar dikira daripada kaus kaki. Untuk menjawab soalan ini, kami beralih kepada penyelidikan ahli kimia Itali, Amedeo Avogadro. Dia tahu bahawa apabila reaksi kimia antara gas diteruskan, nisbah jumlah gas-gas ini sama dengan nisbah molekulnya. Sebagai contoh, jika terdapat tiga molekul hidrogen (H2bertindak balas dengan molekul nitrogen (N2) dengan pembentukan dua molekul ammonia (NH3), maka jumlah hidrogen yang terlibat dalam tindak balas adalah tiga kali ganda jumlah nitrogen. Dari Avogadro ini, kesimpulan bahawa bilangan molekul dalam dua jilid harus berada dalam nisbah 3: 1, atau, dengan kata lain, bahawa jumlah gas yang sama harus mengandungi bilangan atom atau molekul yang sama – pernyataan ini diketahui oleh kami sebagai undang-undang Avogadro. Avogadro tidak tahu dengan tepat berapa bilangan atom atau molekul mestilah dalam satu tahi lalat. Hari ini kita tahu: nombor ini ialah 6 × 1023; kami memanggilnya Nombor Avogadro (atau Avogadro tetap) dan dilambangkan oleh simbol N.

Beberapa dekad penyelidikan Avogadro kekal di luar kerangka sains Eropah pada masa itu. Kebanyakan ahli sejarah cenderung menerangkan fakta ini dengan mengatakan bahawa Avogadro bekerja di Turin, jauh dari pusat saintifik Jerman, Perancis dan England. Sesungguhnya, hanya apabila Avogadro datang ke Jerman dan menyampaikan hasil penyelidikannya di sana bahawa mereka menerima pengiktirafan yang pantas.

Mengira nilai N terbukti menjadi tugas yang menakutkan. Ini dilakukan hanya pada awal abad ke-20 oleh ahli fizik Perancis, Jean Perrin (Jean Perrin, 1870-1942). Beliau mencadangkan beberapa kaedah untuk mencari nombor ini, dan mereka semua memberi hasil yang sama. Yang paling terkenal ialah berdasarkan kepada teori kuantitatif gerakan Brown, yang dikembangkan oleh Einstein. Ini adalah pergerakan rawak yang berterusan zarah-zarah kecil (contohnya, bijirin serbuk sari) di bawah tindakan impuls yang berlainan daripada atom atau molekul persekitarannya. Pergerakan bijirin debunga sedemikian bergantung pada kekerapan perlanggaran, dan akibatnya, pada jumlah atom dalam medium material.

Lorenzo Romano Amedeo Carlo AVOGADRO
Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro, 1776-1856

Fizik dan ahli kimia Itali.Dilahirkan di Turin dalam keluarga yang mulia, menerima ijazah doktor undang-undang gereja. Pada tahun 1800, beliau mula belajar matematik dan fizik secara bebas, dan enam tahun kemudian beliau telah dilantik sebagai profesor di Kolej Vercelli. Kemudian dia menjadi profesor di Jabatan Fizik Matematik di Universiti Turin (pada tahun 1821, jabatan itu ditutup atas sebab-sebab politik, dan dia dapat membuka semula kedudukan ini hanya pada tahun 1834). Avogadro adalah lelaki yang sangat sederhana, bekerja bersendirian, dan untuk kebanyakan hidupnya pencapaian Avogadro tidak diketahui di dunia saintifik.


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: