La ley de Avogadro establece que el volumen de un gas ideal es directamente proporcional al número de moles de gas, en condiciones de temperatura y presión constantes. A medida que aumenta el número de moles de un gas, el volumen aumenta proporcionalmente. Esto es independiente del tamaño de las partículas de gas o de su masa molar, por lo que los gases de diferentes elementos y compuestos son comparables entre sí.
Por supuesto, como ocurre con cualquier ley de los gases ideales, el comportamiento de los gases reales se desvía ligeramente del comportamiento predicho. La ley asume que cada partícula de gas no tiene volumen y que las partículas rebotan entre sí y su contenedor en condiciones perfectamente elásticas. Las moléculas de gas reales tienen volumen y pueden ser atraídas o repelidas entre sí. Aun así, la ley de Avogadro es una aproximación útil que es razonablemente precisa para gases reales en condiciones normales.
Historia
La ley lleva el nombre de Amedeo Avogadro. En 1812, Avogadro planteó la hipótesis de que dos muestras de gas ideal contenían el mismo número de moléculas si estuvieran a la misma temperatura y presión. Por ejemplo, un vial de gas hidrógeno y un vial de gas nitrógeno contienen el mismo número de moléculas al mismo volumen, temperatura y presión, aunque los gases tengan identidades diferentes.
La ley de Avogadro también se conoce como hipótesis de Avogadro o principio de Avogadro. Está relacionado con las otras leyes de los gases ideales: la ley de Boyle (1662), la ley de Charles (1787) y la ley de Gay-Lussac (1808). El físico y matemático francés André-Marie Ampère publicó la misma ley que Avogadro, pero en 1814. En Francia, la relación se llama hipótesis de Ampère, Avogadro-Ampère hipótesis o hipótesis de Ampère-Avogadro.
Fórmula de la ley de Avogadro
Hay cuatro fórmulas comunes que representan la ley de Avogadro, donde V es el volumen, n es el número de moles de gas y k es una constante:
V∝ n
V / n = k
V 1 / n 1 = V 2 / n 2
V 1 n 2 = V 2 n 1
Debido a que el volumen y la cantidad de moles son directamente proporcionales entre sí, una gráfica de volumen versus cantidad de moles es una línea recta que se extiende hacia arriba desde el origen.
Ejemplo de la ley de Avogadro en la vida cotidiana
El mejor ejemplo de la ley de Avogadro es inflar un globo. El volumen del globo aumenta a medida que agrega moles de gas. De manera similar, cuando desinfla un globo, el gas sale del globo y su volumen se reduce.
Problema de ejemplo de la ley de Avogadro
Un volumen de gas de 13,5 L contiene 0,000524 moles de gas nitrógeno. Suponiendo que la temperatura y la presión del gas permanecen sin cambios, ¿qué volumen se llenan 0.00144 moles del gas?
Primero, escriba lo que sabe e identifique el valor desconocido:
V 1 = 13,5 L
V 2 =?
n 1 = 0,000524 mol
n 2 = 0,00144 mol
A continuación, inserte los valores en la fórmula de la ley de Avogadro y reorganice la ecuación para calcular la respuesta:
V 1 / n 1 = V 2 / n 2
13,5 L / 0,000524 mol = V 2 / 0,00144 mol
V2 / 0,00144 mol = 13,5 L / 0,000524 mol
V2 = (13,5 L / 0,000524 mol) (0,00144 mol)
V2 = 37,1 litros
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