ALTRE IMPORTANTI LEGGI DELLA CHIMICA approfondimento Amedeo Avogadro Stanislao Cannizzaro Joseph Louis Gay-Lussac

LEGGE di combinazione dei gas Nel 1808 Joseph Louis Gay-Lussac osservò che: “l’interazione delle sostanze gassose ha luogo sempre nei rapporti più semplici, … A+2B→ A+B→ LEGGE di combinazione dei gas A+3B→

idrogeno + cloro  acido cloridrico Secondo gli scienziati del tempo: idrogeno + cloro  acido cloridrico 1 volume di idrogeno 1 volume di cloro 1 volume di acido cloridrico I volumi di acido cloridrico HCl erano 2 come aveva determinato Gay-Lussac.

Il problema venne spiegato nel 1811 da Avogadro che introdusse alla teoria di Dalton un’idea rivoluzionaria e cioè che atomi uguali potessero legarsi tra di loro per formare molecole di elementi.

LEGGE di AVOGADRO E affermò che: “volumi uguali di gas, misurati nelle stesse condizioni di temperatura e pressione, contengono lo stesso numero di molecole”. LEGGE di AVOGADRO

Solo pensando agli elementi idrogeno e cloro come costituiti da molecole biatomiche si potevano ottenere 2 volumi di acido cloridrico a partire da 1 volume di idrogeno e da 1 volume di cloro.

Rispettiamo così: La legge di Lavoisier: il numero di atomi di ciascun elemento è uguale prima e dopo la reazione per cui la massa si conserva La legge di Proust: si combina sempre lo stesso numero di atomi del primo elemento con lo stesso numero di atomi del secondo elemento per cui il rapporto in massa dei due elementi è definito e costante La legge di Gay-Lussac: il rapporto tra i volumi dei reagenti e dei prodotti è espresso da numeri interi e piccoli La legge di Avogadro: in volumi uguali è contenuto lo stesso numero di particelle (molecole in questo caso)

a) Misurò masse di volumi uguali di gas diversi Nel 1858 venne convocato a Karlsruhe il primo congresso internazionale dei chimici. Protagonista di questo congresso fu Cannizzaro che, a partire dalla legge di Avogadro, indicò la via per risolvere il problema della determinazione delle masse degli atomi e delle molecole. a) Misurò masse di volumi uguali di gas diversi Per esempio V=10 L massa cloro = 32 g massa idrogeno = 0,9 g massa azoto = 13 g

b) Scelse un elemento di riferimento ed espresse le masse degli altri elementi in rapporto a quella dell’elemento scelto

b) Il rapporto tra le masse dei due elementi è il rapporto tra le masse delle loro singole molecole massa cloro = 32 g N molecole Cl2 massa 1 molecola Cl2 massa 1 molecola Cl2 massa 1 molecola H2 massa 1 molecola H2 N molecole H2 massa idrogeno = 0,9 g

massa 1 molecola Cl2 massa 1 atomo Cl massa 1 molecola H2 massa 1 atomo H massa 1 molecola N2 massa 1 atomo N massa 1 molecola H2 massa 1 atomo H

PAH = 1 PAN = 14 PACl = 35,5 PAS = 32 PAC = 12 PAO = 16 PMN2= 28 c) Il valore della massa relativa degli atomi fu chiamato peso atomico (PA) e quello delle molecole con il termine peso molecolare (PM). PAH = 1 PAN = 14 PACl = 35,5 PAS = 32 PAC = 12 PAO = 16 PMN2= 28 PMCl2 = 71 PMH2 = 2 PMO2= 32

è contenuto un numero di particelle, In un PA o in un PM espresso in grammi è contenuto un numero di particelle, pari a 6,02·1023 detto numero di Avogadro. 2 g di idrogeno contengono 6,02·1023 molecole di H2 71 g di cloro contengono 6,02·1023 molecole di Cl2 28 g di azoto contengono 6,02·1023 molecole di N2

come furono ricavate le formule chimiche delle sostanze? Dalton riteneva che la formula chimica dell’acqua fosse HO e non H2O infatti: HO HO2

FORMULA acqua ossigenata Ma per conoscere la formula chimica non era sufficiente il rapporto di combinazione tra le masse ma indispensabile il valore dei pesi atomici, così come erano stati determinati da Cannizzaro PA ossigeno PA idrogeno FORMULA acqua FORMULA acqua ossigenata Ipotesi Dalton 8 1 HO HO2 Ipotesi Cannizzaro 16 H2O H2O2