아보가드로의 법칙에 대해 알아봅시다

아보가드로는? 

 

 

중학교인지 고등학교인지 기억도 안나는 과학 시간에 들었던 아보가드로의 법칙은

 

아메데오 아보가드로(Amedeo Avogadro)에 의해 만들어졌습니다.

 

아보가드로의 법칙을 알아보기 앞서 아보가드로에 대해 간단하게 먼저 알아보도록 하겠습니다.


 

 

 

아보가드로는 1776년 8월 9일에 이탈리아 토리노에서 태어나 1856년 7월 9일에 사망하였고

 

본명은 로렌초 로마노 아메데오 카를로 아보가드로 디 콰레크나 에 디 세레토

 

(Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro di Quarequa e di Cerreto) 입니다.

 

물리학과 화학뿐 아니라 법학 박사까지 지내 매우 다재다능 했으며, 아보가드로의 수와 

 

아보가드로의 법칙으로 현재까지도 매우 유명한 물리학자입니다.

 

 

 

왜 아보가드로의 법칙이 생겨나게 된걸까? 

 

 

아보가드로의 법칙은 기체의 종류가 다르더라도, 온도와 압력이 같다면

 

일정 부피 안에 들어있는 기체의 입자 수는 같다는 법칙입니다.

 

 

이 법칙은 존 돌턴의 원자론에 입각하여 1808년에 발견된

 

조제프 루이 게이뤼삭의 기체 반응의 법칙을 기초로 하여 만들어진 것입니다.

 

기체 반응의 법칙은 반응하는 기체의 부피는 항상 간단한 정수비로 나타난다는 것인데,

 

이를 통해서 입자수도 간단한 정수 비가 성립할 것이라는 예측을 할 수 있게 됩니다.

 

 

아보가드로는 이를 토대로 같은 온도와 같은 압력 하에서 같은 부피의 기체는

 

같은 수의 입자를 포함하고 있다는 주장을 하였습니다.

 

이 주장은 이전까지의 원자설과 모순이 생길 수 있었는데, 

 

당시는 홑원소물질 입자는 한개의 원자라고 생각하였기 때문에, 아보가드로의 설명대로라면

 

부피비와 입자수비가 일치하지 않는 경우가 발생하는 것입니다.

 

예를들어 수소 2부피, 산소 1부피가 결합하면 물 2부피가 생성 되는 것을

 

현대의 분자식으로 표현하면 아래와 같습니다.

 

 

그러나 당시의 돌턴의 원자설에 기초하면 아래와 같이 표기됩니다. 

 

 

 

위의 식에서 입자수 비는 아보가드로의 설명과 일치하지 않기 때문에 그는

 

이 문제를 해결하기 위해서 홑원소물질의 입자는 단일 입자로 되어 있지 않다고 주장하였고,

 

수소, 산소, 질소 등의 기체가 이원자분자 상태로 존재한다고 주장했습니다.

 

1811년에 그는 물, 질산, 아질산, 암모니아, 일산화탄소, 염화수소의 올바른 분자식을 제시하였스며,

 

1814년에는 이산화탄소, 이황화탄소, 이산화황, 황화수소의 분자식을 제시하였습니다.

 

 

 

그래서 아보가드로의 법칙이 뭔가요? 

 

 

그럼 이제 아보가드로의 법칙에 대해서 좀더 파고들어가 보겠습니다.

 

아보가드로의 법칙은 위에서 설명한 것과 같이

 

'기체의 종류가 다르더라도, 온도와 압력이 같다면 일정 부피 안에 들어있는 기체의 입자 수는 같다'

 

는 것입니다.

 

 

알기쉽게 예를 들면 온도와 압력이 같고 동일한 부피를 가진 4개의 통에

 

각각 산소, 질소, 탄소, 수소를 담으면 각 통속에 담긴 다른 기체의 분자 수가 같다는 것입니다.

 

그리고 압력과 온도가 일정한 상태에서 통의 부피가 2배로 커지면 기체의 분자수도 2배로 많아지고,

 

반대로 분자수를 기준으로 압력과 온도가 일정한 상태에서 분자수가 3배로 많아지면,

 

통의 크기변화가 유연하다는 가정하에 통의 부피도 3배로 커지게 되는 것입니다.

 


 

잠깐, 아보가드로의 수도 있습니다. 

 

 

우리 아보가드로씨는 아보가드로의 법칙 뿐만 아니라, 아보가드로의 수라는 것에도 관여를 하셨습니다.

 

사실 아보가드로의 수는 아보가드로가 밝힌 것이 아니라

 

후세에 기체 법칙 발견에 이바지한 그를 기리며 아보가드로의 수라고 칭하게 된 것입니다.

 

아보가드로의 수란, 어떤 물질이 1 mol 의 양만큼 있을 때, 그 물질을 구성하는 입자의 개수를 말합니다.

 

 

19세기 후반 화학자들은 '그램(g)-분자' 또는 '그램(g)-원자' 라는 용어를 사용하여

 

물질의 양을 나타냈는데, 1그램-원자 또는 1그램-분자는

 

원자량이나 분자량에 해당하는 질량을 나타내는 것입니다.

 

예를 들어 산소는 분자량이 32기 때문에 1그램 분자는 32g 로 나타낼 수 있습니다.

 

아보가드로의 수는 처음에는 1그램-분자에 들어 있는 분자의 수를 뜻했습니다.

 

하지만 현대에는 아보가드로의 수만큼의 입자 묶음을 몰(mol)이라는 용어로 부릅니다.

 

즉, 우리가 12개를 1다스, 100개를 한 접이라고 하는 것처럼 아보가드로의 수만큼의

 

분자나 원자, 입자 등을 1 mol 이라고 하며 그 양을 숫자로 나타내면

 

6.02 x 10^23 개가 됩니다.

 

따라서 '아보가드로의 수 = 6.02 x 10^23 = 1 mol' 가 됩니다.

 

 

 

참고

 

위키피디아 : https://en.wikipedia.org/wiki/Avogadro%27s_law

네이버캐스트 : http://navercast.naver.com/contents.nhn?rid=44&contents_id=1984

두산백과 : http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1121045&cid=40942&categoryId=32233

물리학백과 : http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=3537117&cid=58577&categoryId=58577

 

 

 

Please reload

카테고리

Please reload

Copyright © infoRAD Corp.  All Rights Reserved.