Передбачати результати дослідження, передбачити закономірність, відчути спільні витоки - всім цим відзначено творчість великого числа експериментаторів і вчених. Найчастіше прогноз поширюється лише на область зайнятості дослідника. І мало у кого вистачає сміливості зайнятися довгостроковим прогнозуванням, істотно випередивши час. У італійця Амедео Авогадро сміливості було хоч відбавляй. Саме з цієї причини даний учений відомий зараз у всьому світі. А закон Авогадро і до цього дня використовується всіма хіміками і фізиками планети. У цій статті ми детально розповімо про нього і його автора.
Дитинство та навчання
Амедео Авогадро народився в Туріні в 1776 році. Його батько Філіпа працював службовцем в судовому відомстві. Всього в родині було вісім дітей. Всі предки Амедео служили адвокатами при католицької церкви. Молода людина теж не відступив від традиції і зайнявся юриспруденцією. До двадцяти років він уже мав ступінь доктора.
Згодом юридична практика перестала захоплювати Амедео. Інтереси молодої людини лежали в іншій сфері. Ще в юності він відвідував школу експериментальної фізики і геометрії. Тоді в майбутньому вченому і прокинулася любов до наук. Через прогалини в знаннях Авогадро зайнявся самоосвітою. У 25 років Амедео весь вільний час приділяв вивченню математики і фізики.
Наукова діяльність
На першому етапі наукова діяльність Амедео була присвячена вивченню електричних явищ. Інтерес Авогадро особливо посилився після того як Вольт відкрив джерело електричного струму в 1800 році. Не менш цікаві молодому вченому були дискусії Вольта і Гальвані про природу електрики. Та й в цілому тоді дана область була передовою в науці.
У 1803 і 1804 роках Авогадро разом з братом Феліче представив ученим з Туринської Академії дві роботи, що розкривають теорії електрохімічних і електричних явищ. У 1804 році Амедео став членом-кореспондентом цієї академії.
У 1806 році Авогадро влаштувався репетитором в Туринський ліцей. А через три роки вчений перебрався до ліцею Верчеллі, де викладав математику і фізику протягом десяти років. У той період Амедео прочитав багато наукової літератури, роблячи з книг корисні виписки. Він вів їх до кінця життя. Накопичилося цілих 75 томів по 700 сторінок кожен. Зміст цих книг говорить про різнобічності інтересів вченого і про той колосальний праці, який він виконав.
Особисте життя
Сімейне життя Амедео влаштував досить пізно, коли його вік уже перевалив за третій десяток. Працюючи в Верчеллі, він зустрів Ганну ді Джузеппе, яка була набагато молодша за вченого. У цьому шлюбі народилося вісім дітей. Ніхто з них не пішов по стопах батька.
Закон Авогадро та його наслідки
У 1808 році Гей-Люссак (в співавторстві з Гумбольдтом) сформулював принцип об`ємних відносин. Цей закон був такий, що співвідношення між обсягами реагують газів можна висловити простими числами. Наприклад, 1 обсяг хлору, з`єднуючись з 1 об`ємом водню, дає 2 обсягу хлороводню і т.п. Але цей закон нічого не давав, тому що, по-перше, не було конкретного відмінності між поняттями корпускула, молекула, атом, а по-друге, у вчених були різні думки щодо складу частинок різних газів.
У 1811 році Амедео зайнявся ретельним аналізом результатів досліджень Гей-Люссака. В результаті Авогадро зрозумів, що закон об`ємних відносин дозволяє зрозуміти пристрій молекули газів. Гіпотеза, яку він сформулював, свідчила: «Число молекул будь-якого газу в одному і тому ж обсязі завжди однаково».
відкриття закону
Цілих три роки вчений продовжував експериментувати. І в підсумку з`явився закон Авогадро, який звучить так: «Рівні обсяги газоподібних речовин при однаковій температурі і тиску містять однакову кількість молекул. А міру маси молекул можна визначити по щільності різних газів ». Наприклад, якщо 1 літр кисню містить стільки ж молекул, скільки і 1 літр водню, то ставлення щільності даних газів дорівнює відношенню маси молекул. Також вчений зазначив, що молекули в газах не завжди складаються з одиночних атомів. Допустима наявність як різних, так і однакових атомів.
На жаль, за часів Авогадро даний закон не можна було довести теоретично. Але він давав можливість встановлювати в експериментах складу молекул газів і визначати їх масу. Давайте простежимо логіку таких міркувань. В ході експерименту було виявлено, що пари води з газу, а також обсяги водню і кисню співвідносяться в пропорції 2: 1: 2. З цього факту можна зробити різні висновки. Перший: молекула води складається з трьох атомів, а молекули водню і кисню з двох. Цілком доречний і другий висновок: молекули води і кисню двоатомних, а водню - одноатомни.
противники гіпотези
У закону Авогадро було багато противників. Частково це було пов`язано з тим, що в ті часи була відсутня проста і ясна запис рівнянь і формул хімічних реакцій. Головним недоброзичливцем був Йенс Берцеліус - шведський хімік, який має незаперечний авторитет. Він вважав, що у всіх атомів є електричні заряди, а самі молекули складаються з атомів з протилежними зарядами, які притягуються один до одного. Так, у атомів водню був позитивний заряд, а у атомів кисню - негативний. З цієї точки зору молекули кисню, що складається з 2-х однаково заряджених атомів, просто не існує. Але якщо молекули кисню все ж одноатомни, то в реакції азоту з киснем пропорція співвідношення обсягів повинна бути 1: 1: 1. Дане твердження суперечить експерименту, де з 1 літра кисню і 1 літра азоту отримували 2 літри оксиду азоту. Саме з цієї причини Берцеліус і інші хіміки відкидали закон Авогадро. Адже він абсолютно не відповідав експериментальними даними.
Відродження закону
До шістдесятих років дев`ятнадцятого століття в хімії спостерігався свавілля. Причому він поширювався як на оцінку молекулярних мас, так і на опис хімічних реакцій. Про атомному складі складних речовин було взагалі багато хибних уявлень. Деякі вчені навіть планували відмовитися від молекулярної теорії. І тільки в 1858 році хімік з Італії на ім`я Канниццаро знайшов в листуванні Бертолле і Ампера посилання на закон Авогадро та наслідки з нього. Це упорядкував заплутану картину хімії того часу. Два роки по тому Канниццаро розповів про закон Авогадро в Карлсруе на Міжнародному конгресі з хімії. Його доповідь на присутніх справив на вчених незабутнє враження. Один з них сказав, що він начебто прозрів, всі сумніви зникли, а замість з`явилося почуття впевненості.
Після того як закон Авогадро визнали, вчені могли не тільки визначати склад молекул газів, а й розраховувати атомні і молекулярні маси. Ці знання допомагали в розрахунку масових співвідношень реагентів в різних хімічних реакціях. І це було дуже зручно. Вимірюючи масу в грамах, дослідники могли оперувати молекулами.
висновок
Багато часу пройшло з тих пір, як був відкритий закон Авогадро, але про основоположника молекулярної теорії ніхто не забув. Логіка вченого була бездоганною, що пізніше підтвердили розрахунки Дж. Максвелла, засновані на кінетичної теорії газів, а потім і експериментальні дослідження (Броунівський рух). Також було визначено, скільки міститься частинок в молі кожного газу. Ця константа - 6,022•1023 була названа числом Авогадро, увічнивши ім`я проникливого Амедео.
