Ik wil alles weten

Amedeo Avogadro

Pin
Send
Share
Send


Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro, Graaf van Quaregna en Cerreto (9 augustus 1776 - 9 juli 1856), was een Italiaanse chemicus die de oplossing bood voor belangrijke problemen in de chemie door te postuleren dat gelijke volumes gas bij dezelfde temperatuur en druk evenveel moleculen bevatten. De term "getal van Avogadro" wordt toegepast op het aantal koolstofatomen in 12 gram zuivere koolstof. Hoewel zijn theorieën in zijn leven weinig acceptatie ontvingen, wijdde hij zijn leven aan het nastreven van wetenschap en zijn ideeën werden kort na zijn dood bevestigd.

Biografie

Amedeo Avogadro werd geboren in Turijn, de zoon van Cavaliere Philippo Avogadro en Anna Vercellone di Biella. Zijn vader was een afstammeling van een oud gezin met een lange geschiedenis in de advocatuur.

Avogadro behaalde een graad in filosofie in 1789 en een baccalaureaat in 1792. Hij behaalde een doctoraat in kerkelijk recht op de vroege leeftijd van 20. Hij vestigde vervolgens een juridische praktijk die hij tot ongeveer 1800 hield, toen hij begon met onderzoek in de natuurkunde. In 1809 won hij een aanstelling als hoogleraar natuurkunde aan de Royal College Academy in Vercelli.

Hij diende zijn eerste paper met zijn broer, Felice, over elektriciteit in bij de Academie van Wetenschappen in Turijn in 1803. In 1804 werd hij gekozen als een overeenkomstig lid van dat lichaam.

In 1808 publiceerde hij: "Overwegingen waarop de toestand van niet-geleidende materie moet zijn, wanneer deze wordt geplaatst tussen twee oppervlakken met tegengestelde elektriciteit."

De memoires waarvoor hij het meest bekend is, en waarin hij zijn belangrijke hypothese postuleerde - dat gelijke volumes gas uit gelijke aantallen moleculen bestaan ​​- werd gepubliceerd in 1811. Hij bleef de uiteenzetting van zijn theorie verbeteren in aanvullende memoires.

In 1820 creëerde Victor Emanuel I, de koning van Sardinië, een leerstoel voor wiskundige natuurkunde aan de Universiteit van Turijn. Avogadro werd benoemd in die functie, die hij bekleedde tot 1822, toen het werd ontbonden vanwege de politieke gisting van die tijd. Omdat Avogadro's prestaties hem meer respect hadden opgeleverd dan zijn politieke activiteit, kreeg hij de titel professor emeritus, waarvoor hij een jaarsalaris van 600 lire ontving.

In 1832 werd de stoel opnieuw ingesteld, maar werd de eerste twee jaar bezet door de beroemde wiskundige Augustin-Louis Cauchy. In het derde jaar van zijn nieuwe leven werd de positie gegeven aan Avogadro, die het tot 1850 hield, toen het bij zijn pensionering werd bezet door zijn student, Felice Chio.

In 1840 woonde hij een belangrijk wetenschappelijk congres in Turijn bij, maar ontving geen significante erkenning.

Avogadro en zijn vrouw, Donna Felicita Mazzi, hadden zes zonen. Een werd generaal in het Italiaanse leger. Een ander was president van het hof van beroep. Avogadro heeft veel publieke functies bekleed met wetenschappelijke kwesties, waaronder nationale statistieken, het weer en meetstandaarden. Hij werd lid van de Hoge Raad voor Openbare Instructie in 1848. In 1853 diende Avogadro een definitieve paper in bij de Turijn Academie van Wetenschappen over het gedrag van gassen die aan verschillende compressiegraden werden onderworpen.

Avogadro stierf in 1856 in Turijn.

Prestaties

Tijdens zijn verblijf in Vercelli schreef Avogadro een beknopte nota waarin hij de hypothese verklaarde van wat nu de wet van Avogadro wordt genoemd:

Het aantal integrale moleculen in elk gas is altijd hetzelfde voor gelijke volumes, of altijd evenredig met de volumes (Avogadro, 1811).

Deze memorie stuurde hij naar een Frans wetenschappelijk tijdschrift en het werd gepubliceerd in de editie van 14 juli 1811, onder de titel: "Essay over een manier om de relatieve massa's van de elementaire moleculen van lichamen te bepalen, en de verhoudingen waarin ze binnenkomen in combinatie. "

Het was al vastgesteld dat als een element meer dan één verbinding vormt met een ander element (zoals zuurstof combineren met koolstof om koolmonoxide en kooldioxide te vormen), het gewicht van het tweede element hetzelfde is, de gewichten van het eerste element die ermee combineren zijn in eenvoudige integrale verhoudingen tot elkaar. Dit vormde de basis van de atoomtheorie van John Dalton.

Avogadro ontwikkelde zijn hypothese om de bevindingen van Joseph Louis Gay-Lussac te verklaren dat wanneer twee gassen een chemische combinatie aangaan om een ​​derde stof te vormen, de volumes van de twee gassen in eenvoudige integrale verhoudingen met elkaar zijn, zoals 1: 1, 1: 2 of 3: 2. Als de twee gassen een derde gas produceren, is dat gas ook in eenvoudige volumeverhouding ten opzichte van de andere twee.

Een goed voorbeeld is water. Eén volume zuurstof combineert met twee volumes waterstof om twee volumes gasvormige waterdamp te vormen. Volgens de hypothese van Avogadro bevatten de twee volumes waterstof twee keer zoveel moleculen als het ene volume zuurstof. Dit betekent dat twee waterstofmoleculen combineren met één zuurstofmolecuul om twee moleculen waterdamp te produceren. Hoe een enkele molecule zuurstof kon resulteren in twee moleculen water, die beide zuurstof bevatten, leek een struikelblok voor de theorie van Avogadro. Hij loste dit op door aan te nemen dat een zuurstofmolecuul ten minste twee zuurstofatomen heeft, waarvan elk de twee moleculen waterdamp gaat vormen.

Avogadro zei:

We veronderstellen namelijk dat de samenstellende moleculen van elk eenvoudig gas, wat dan ook ... niet zijn gevormd uit een solitair elementair molecuul (atoom), maar zijn samengesteld uit een bepaald aantal van deze moleculen (atomen) verenigd door aantrekking tot een enkele ( Avogadro 1811).

Deze gewaagde hypothese veronderstelde dat er een aantrekkelijke kracht tussen twee atomen van dezelfde stof zou kunnen zijn om een ​​molecuul te vormen, wat op gespannen voet stond met theorieën over de tijd die elektrische krachten inhield om atomen van ongelijke lading bij elkaar te houden en voorspelde een afstotende werking twee atomen van dezelfde soort.

Avogadro gebruikte het woord 'atoom' niet echt. Hij was van mening dat er drie soorten 'moleculen' waren, waaronder een 'elementair molecuul' (dat overeenkomt met een modern 'atoom').

Avogadro publiceerde nog een aantal artikelen, één in 1814 en twee andere in 1821, over de combinatie van gewichten van chemische verbindingen.

In 1841 voltooide hij een vierdelig werk dat gedeeltelijk was gewijd aan de moleculaire samenstelling van lichamen.

Avogadro's nummer

Avogadro heeft niet geprobeerd het werkelijke aantal moleculen in gelijke hoeveelheden gassen te berekenen. Deze taak werd voor het eerst volbracht door de natuurkundige Joseph Loschmidt. Loschmidt gebruikte de berekening van James Clerk Maxwell, in 1860, van het gemiddelde vrije pad van een molecuul, dat wil zeggen de gemiddelde afstand die een molecuul aflegt voordat het op een ander molecuul botst. In 1865 combineerde Loschmidt dit cijfer met het verschil in volumes tussen lucht in vloeibare en gasvormige toestand, en kwam tot een schatting van het aantal moleculen in een kubieke centimeter lucht, vaak bekend als het aantal van Loschmidt.

De naam "Avogadro's nummer" voor het aantal koolstofatomen in 12 gram pure koolstof (een "mol" koolstof genoemd, of grammolecuulgewicht) was een creatie in de twintigste eeuw. De wetenschapper Jean Baptiste Perrin wordt verondersteld de eerste te zijn geweest die de naam "Avogadro's nummer" in 1909 gebruikte. De beste metingen voor dit nummer stellen het op ongeveer 6.0221415 × 1023.

Reactie op de theorie

De wetenschappelijke gemeenschap was zich terdege bewust van de hypothese van Avogadro. André-Marie Ampère kwam drie jaar na Avogadro tot dezelfde conclusie, redenerend dat de expansiecoëfficiënt van gassen onder verschillende drukken identiek is voor alle gassen, en dit kon alleen worden verklaard door elk gas dat uit een gelijk aantal deeltjes bestaat. Maar vanwege de heersende theorieën over intermoleculaire krachten en een algemene verwarring over de betekenis van een molecuul en een atoom, werd Avogadro's hypothese overgenomen door slechts een kleine minderheid van chemici in de decennia nadat hij het had voorgesteld.

Studies in organische chemie door Charles Frédéric Gerhardt, Auguste Laurent en A.W. Williamson toonde aan dat de wet van Avogadro onmisbaar was om de wet van Gay-Lussac uit te leggen. Helaas vertoonden sommige anorganische stoffen bij het uitvoeren van gerelateerde experimenten uitzonderingen op de wet. De zaak werd uiteindelijk afgesloten door Stanislao Cannizzaro, zoals aangekondigd op het Karlsruhe-congres in 1860, vier jaar na de dood van Avogadro. Cannizzaro legde uit dat deze uitzonderingen plaatsvonden vanwege moleculaire dissociaties bij bepaalde temperaturen, en dat de wet van Avogadro niet alleen molaire massa's kon bepalen, maar bijgevolg ook atoommassa's.

Rudolf Clausius kon door zijn kinetische gastheorie een verdere bevestiging van de wet van Avogadro geven. Niet lang daarna voegde J. H. van't Hoff in zijn onderzoek naar verdunde oplossingen (en de daaruit voortvloeiende ontdekking van analogieën tussen het gedrag van oplossingen en gassen) zijn definitieve consensus toe voor de triomf van de hypothese van Avogadro.

Referenties

  • Avogadro, Amedeo. 1811. Essay over een manier om de relatieve massa's van de elementaire moleculen van lichamen te bepalen, en de verhoudingen waarin ze deze verbindingen aangaan. Journal de Physique 73:58-76.
  • Furtsch, T.A. Enkele opmerkingen over het nummer van Avogadro. Tennessee Technological University, Cookeville. Ontvangen op 10 juni 2007.
  • Krajewski, Wladislaw. 1982. Poolse essays in de filosofie van de natuurwetenschappen. Hingham, MA: D. Reidel. 382. ISBN 9027712867
  • Morselli, Mario. 1984. Amedeo Avogadro: A Scientific Biography. ISBN 9027716242
  • Tilden, William A. 1968. Beroemde chemici: de mannen en hun werk. Freeport, NY: Books for Libraries Press.

Pin
Send
Share
Send