La Ley de Avogadro es una de las leyes experimentales de los gases, que en física establece una relación entre volumen y a la cantidad de átomos o moléculas que componen un gas.
El nombre de la ley se estableció en honor a Amadeo Avogadro quien, en 1812, planteó su hipótesis. La hipótesis de Avogadro era que dos muestras dadas de un gas ideal, del mismo volumen y en las mismas condiciones de temperatura y presión contienen el mismo número de partículas.
En realidad, el comportamiento de los gases reales es ligeramente diferente de los gases ideales. A pesar de que la ley de Avogadro solo se cumple de forma aproximada, sigue siendo una aproximación útil para los químicos.
El principio de Avogadro permitió explicar dentro del modelo atómico de Dalton la ley experimental de los volúmenes de combinación de la ley de Gay-Lussac.
En 1983, Émile Clapeyron formuló la ley de los gases ideales combinando las leyes de Boyle, Charles y Gay-Lussac, junto con la de Avogadro.
¿Qué es la ley de Avogadro?
La ley de Avogadro es una de las leyes fundamentales de los gases. La ley establece que: “todos los casos que se encuentran las mismas condiciones de presión, volumen y temperatura, tienen el mismo número de moléculas”.
Como ejemplo, si tomamos volúmenes idénticos de nitrógeno e hidrógeno y nitrógeno en estado gaseoso con las mismas condiciones de presión y temperatura, observamos que contienen el mismo número de moléculas comportándose de acuerdo a las leyes de los gases ideales.
La fórmula de la ley de Avogadro
Esta ley establece que, todos los gases que se encuentran en las mismas condiciones temperatura y presión tienen la misma cantidad de sustancia que es proporcional al volumen que ocupan.
Matemáticamente, la fórmula de la ley de Avogadro se puede expresar de la siguiente manera:
Donde:
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V1 y V2 son los volúmenes de dos gases distintos
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n1 y n2 son las cantidades de sustancia del gas (medida en moles) de ambos gases.
Como se puede observar, los volúmenes son directamente proporcionales a los moles de gas de cada sustancia.
¿Qué es el número de Avogadro?
El número de Avogadro (o constante de Avogadro), es una constante física que representa el número de átomos o moléculas en un mol de una sustancia. Se expresa con la letra mayúscula N y se aproxima a 6,02 x 1023.
Por ejemplo, un mol de carbono tiene 6.022 x 1023 átomos y su masa es de aproximadamente de 12 gramos, (12.01070 ± 0.00080 g/mol).
Aplicaciones de la ley de Avogadro
La ley es importante porque permite calcular la cantidad de una sustancia a partir del número de moles de gas o su masa. También se puede usar para convertir entre diferentes unidades de concentración, como molalidad y molaridad.
Además, la Ley de Avogadro se puede utilizar para calcular la cantidad de gas en un recipiente a partir del número de moles o la presión. También se puede usar para determinar el tamaño de las partículas en suspensión en un líquido.
Ejemplos de la ley de Avogadro
Algunos ejemplos de la ley de Avogadro son los siguientes:
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Si se aumenta la temperatura de una muestra del elemento químico calcio, este elemento se expandirá y tendrá el mismo número total de átomos.
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Cuando se hincha un globo aerostático aumenta de volumen al incrementar el número de moles de aire. Posteriormente, al aumentar la temperatura se reduce la cantidad de moles por qué el volumen se mantiene constante. Por esta razón, la densidad del fluido disminuye y el globo sube.
