hypothèse d'Avogadro

Hypothèse d'Avogadro

Les calculs et explications de cette page sont basés sur les travaux d'Avogadro (1776-1855).

Des volumes égaux de gaz différents, aux mêmes conditions de température et de pression, contiennent le même nombre de molécules.

Dans cette expérience, nous allons:

Trouver la masse d'un gaz inconnu.
Découvrir que des volumes égaux de gaz contiennent le même nombre de molécules.
Trouver qu'une mole de gaz, à TPN, occupe un volume de 22,4 L.

Matériel utilisé:

Balance.
Thermomètre.
Baromètre.
Seringue de 140 mL telle que montrée

ci-contre.

Source de gaz dioxygène O₂.
Source de gaz inconnu (en l'occurence du dioxyde de carbone CO₂).

Manipulation:

Vérifier la température du laboratoire et la pression atmosphérique.
Faire le vide dans la seringue et ajuster le volume à 140 mL à l'aide du clou.
Peser la seringue vide.
Mettre 140 mL de gaz dioxygène, O₂ , dans la seringue.
Peser la seringue pleine.
Recommencer avec le gaz inconnu (CO₂).

Compilation des résultats:

Oxygène O₂
température 'C	23 'C
pression atm.	100 kPa
masse de la seringue vide	76,53 g
masse de la seringue + O₂	76,71 g
masse de O₂	0,18 g

Gaz inconnu (CO₂)
température 'C	23 'C
pression atm.	100 kPa
masse de la seringue vide	76,53 g
masse de la seringue + CO₂	76,78 g
masse de CO₂	0,25 g

Calculs de la masse d'une mole de CO₂:

Nous allons utiliser la formule:

m (O₂) / M (O₂) = m (CO₂) / M (CO₂)

m (O₂) = 0,18 g (masse de 140 mL de dioxygène)
M (O₂) = 32,0 g (masse molaire de O₂)
m (CO₂) = 0,25 g (masse de 140 mL du gaz inconnu)
M (CO₂) = X (masse molaire du dioxyde de carbone)

X = (0,25 x 32,0) / 0,18 = 44,4 g

Masse molaire du gaz inconnu CO₂: 44 g
(voir le tableau périodique).

Ainsi, par déduction, nous pouvons conclure que deux volumes égaux (140 mL) de gaz différents ( O₂ et CO₂) contiennent le même nombre de molécules puisqu'une mole de O₂ pèse 32,0 g et une mole de CO₂ pèse 44,0 g, aux mêmes conditions de température et de pression, 23 'C et 100 kPa.

Autre façon de trouver la masse molaire de CO₂:

1- Masse du gaz inconnu (CO₂)
76,78g - 76,53 g = 0,25 g

2- Nombre de moles de gaz inconnu (CO₂)
    PV=nRT
    100 kPa x 0,14 L = n x 8,31 x 296 K
    n = 5,7 x 10^-3 mole

3- Masse molaire du gaz inconnu:
    m/n
    0,25g / 5,7 x 10^-3 mole = 44 g

Calcul du volume d'une mole de O₂ à TPN:

Si 0,18 g occupe un volume de 0,140 L (140 mL)

32 g occupe un volume de:

(32 x 0,140) / 0,18 = 24,8 L à 23 'C et 100 kPa

Nous allons utiliser la formule:

TPN = 273 K et 101,3 kPa

PV / T = P₁V₁ / T₁

100 x 24,8 / 23 + 273 = 101,3 x X / 0 + 273

X = 22,4 L

Donc, une mole de O₂occupe un volume de 22,4 L à TPN

Calcul du volume d'une mole de CO₂ à TPN:

Si 0,25 g occupe un volume de 0,140 L (140 mL)

44 g occupe un volume de:

(44 x 0,140) / 0,25 = 24,6 L à 23 'C et 100 kPa

Nous allons utiliser la formule:

TPN = 273 K et 101,3 kPa

PV / T = P₁V₁ / T₁

100 x 24,6 / 23 + 273 = 101,3 x X / 0 + 273

X = 22,4 L

Donc, une mole de CO₂occupe un volume de 22,4 L à TPN

Au laboratoire de chimie, vous trouvez un récipient contenant un gaz incolore. Par mesure de sécurité, vous décidez d'identifier ce gaz. À l'aide d'une seringue, vous prélevez un échantillon de ce gaz et notez les résultats suivants:

Température ambiante: 25 'C
Pression atmosphérique du jour: 101,3 kPa
Volume du gaz inconnu: 153 mL
Masse de la seringue vide: 68,3 g
Masse de la seringue pleine de gaz inconnu: 68,59 g

Plan des notes de cours	Module 2	Importance de l'utilisation des gaz	Effet de la pression sur le volume	Effet de la température sur le volume	Température Kelvin
Effet de la température sur la pression	Hypothèse d'Avogadro	Identification d'un gaz	Modèle mathématique	Problèmes sur les gaz	Les phases de la matière

© Copyright 1997-2005
Tous droits réservés à l'Association québécoise des utilisateurs de l'ordinateur au primaire-secondaire (AQUOPS-CyberScol).
Conçu par André St-Onge et administré par Marc Richard.