Закону підлягають усі гази незалежно від розмірів їх молекул. Не підлягають йому гази за умов високого тиску та низької температури та речовини в рідкому та газоподібному станах.

Розглянемо, чому закону Авогадро підлягають гази і не підлягають рідкі та тверді речовини.

1. Об'єм, що займає певна кількість речовини в будь-якому агрегатному стані, обумовлюється трьома параметрами: кількістю речовини (числом молекул або інших складових часток – структурних елементів речовини), віддалями між складовими частинами та їх розмірами.

2. У газах за умов низького тиску віддалі між молекулами приблизно в 1000 разів більші за розміри самих молекул, тобто розміри молекул можна не враховувати.

3. Внаслідок цього об'єм газу обумовлюється двома параметрами: числом молекул та відстанями між ними.

4. За однакових умов (тиск та температура) відстані між молекулами в різних газах однакові. Ось чому за однакових умов рівні об'єми різних газів містять одне і те ж число молекул і навпаки. В рідинах та твердих речовинах відстані між частинками мають такий же порядок, як і розміри цих частинок. За низьких температур та під високим тиском відстані між молекулами в газах зменшуються і наближаються до розмірів молекули. Тому за таких умов і гази підлягають закону Авогадро.

На основі закону були визначені молярний об'єм газу за нормальних умов, молекулярні маси та відносні густини газів, стала Авогадро та універсальна газова стала. Закон використовується в розрахунках за хімічними рівняннями.

Із закону Авогадро випливає два наслідки.

Перший наслідок:

Один моль будь-якого газу за однакових умов займає однаковий об’єм.

За нормальних умов (тиск 1 атм. або 101325 Па та температура 273,15 К або 0˚С) об’єм 1 моль будь-якого газу буде дорівнювати 22,4 л. (22,4 л/моль – молярний об’єм газу за нормальних умов (н.у.), Vm).

Молярний об’єм газу –це величина, що дорівнює відношенню об’єму газу за даних умов до кількості речовини цього газу:

Молярний об’єм газу можна обчислити, знаючи молярну масу газу та його густину:

Vm = ,

де Vm – молярний об’єм газу, м³/моль (л/моль),

M – молярна маса газу, кг/моль (г/моль),

ρ – густина газу, кг/м³ (г/л).

Другий наслідок:

Маса того самого об’єму газу тим більша, чим більша маса його молекул. Якщо в однакових об’ємах газів за тих самих умов міститься однакова кількість молекул, то:

а) відношення мас однакових об’ємів газів за тих самих умов дорівнює відношенню їхніх молярних мас:

де m₁і m₂ – маси певного об’єму першого та другого газів;

М₁ і М₂ – молярні маси відповідно першого та другого газів.

б) відношення маси певного газу до маси такого самого об’єму іншого газу (взятих за однакових температури і тиску) називається відносною густиною першого газу за другим:

або

Тому можна стверджувати, що густини різних газів, що взяті за однакових умов, пропорційні їх молярним масам:

Приклад 12.За допомогою якого рівняння розраховують параметри газів, якщо умови відмінні від нормальних.

Відповідь:

Якщо умови відмінні від нормальних, то при розрахунках параметрів газів використовують рівняння Клапейрона – Менделєєва:

pV= RT, де

М –молярна маса газу (г/моль);

m – маса газу (г);

T – температура (К);

V – об’єм газу (м³);

p – тиск газу (Па);

R – універсальна газова стала (8,314 Дж/К∙моль).

При розв’язуванні задач з використанням цього рівняння температуру необхідно перевести в К (Т = t ^oС + 273), відповідно, тиск переводять в Па (1 атм = 101325 Па,
1 мм. рт. ст. = 133,322 Па).

Приклад 13.Взято дві посудини однакового об’єму. В одну з них вмістили аміак, а в іншу – хлор. Маси газів однакові, тиск також однаковий. Чи однакова температура у посудинах?

Відповідь:

За рівнянням Клапейрона–Менделєєва:

, відрізняються тільки молярні маси газів.

М(NH₃) = 17 г/моль

М(Cl₂) = 71 г/моль

Поскільки молярна маса хлору більша за молярну масу аміаку, то й температура в посудині з хлором буде більша.

Приклад 14.Визначіть молекулярну масу газу, якщо 0,2 кг його при температурі 67˚С і тискові 4 атм займають об’єм 30,32 л.

Дано: m = 0,2 кг = 0,2∙10³ г Т = 67 + 273 = 340 К Р = 4 атм =4∙101325 Па V=30,32 л=30,32∙10^-3м³

Розв’язання:

=46г/моль

Знайти: М(газу) - ?

Відповідь: молекулярна маса газу дорівнює 46 а.о.м.

Приклад 15.Який об’єм Н₂S можна спалити у 800 л повітря? Визначте об’єм сульфур (ІV) оксиду, який одержиться при цьому згорянні.

Дано: V(повітря)=800л	Розв’язання: У 800 л повітря міститься 800 ∙ 0,21=168л кисню. За рівнянням реакції: 2H₂S + 3O₂ = 2H₂O + 2SO₂ для спалювання 2 об’ємів H₂S потрібно 3 об’єми кисню, тобто: =112 л
Знайти: V(H₂S) - ?

Відповідь: 112 л H₂S

Приклад 16.Який об’єм ацетилену теоретично можна спалити в 1 м³ повітря? Який об’єм СО₂одержується при цьому? Обчисліть зменшення об’єму із врахуванням, що пара конденсується у воду.

Дано: V(повітря)=1 м³	Розв’язання: 1. В 1 м³ повітря міститься 0,21 м³ або 210 л кисню. 2. Із рівняння реакції: 2С₂Н₂ + 5O₂ = 4СO₂ + 2Н₂O 2 об’єми ацетилену згоряє в 5 об’ємах повітря, тобто: =84 л (С₂Н₂)
Знайти: V(СО₂) - ? Зменшення об’єму системи - ?

Об’єм СО₂, який утворюється, у двічі більший, ніж об’єм ацетилену: 84 ∙ 2 = 168 л.

З рівняння реакції випливає, що із 7 об’ємів газів одержиться 4 об’єми, тобто проходить зменшення на три об’єми. Об’єм використаних газів: 210 + 84 = 294 л, а зменшення об’єму становить 3/7, тобто 126 л.

Відповідь: 84 л(С₂Н₂); зменшення об’єму на 126 л.

Приклад 17. Розрахувати масові частки елементів у ортофосфатній кислоті.

Дано:	Розв’язок: Визначаємо відносну молекулярну масу ортофосфатної кислоти та відносні атомні маси Гідрогену, Фосфору і Оксигену: ; ; .
Знайти: ; ; - ?

Обчислюємо масові частки Гідрогену, Фосфору і Оксигену у ортофосфатній кислоті:

де - число атомів у молекулі.

Відповідь: масові частки Гідрогену –3,06%;

Фосфору – 31,63%;

Оксигену – 65,31%.

Приклад 18. Яку масу мають 30 л азоту за нормальних умов?

Дано:	Розв’язок: Молярний об’єм газу за нормальних умов . Враховуючи це, знаходимо кількість молей азоту: (моль) Молярна маса азоту г/моль, тобто 1 моль азоту має масу 28 г.
Знайти: - ?

Визначаємо масу 1,34 моль азоту:

Відповідь: маса 30 л азоту за н. у. 37,52 г.

Приклад 19. Обчислити густину і відносну густину
карбон (IV) оксиду за воднем і за повітрям.

Дано:	Розв’язок: Обчислюємо молярні маси необхідних речовин: г/моль г/моль г/моль. Густину карбон (IV) оксиду обчислюємо за формулою: ;
Знайти: -?

Відносну густину карбон (IV) оксиду за воднем обчислюємо за формулою:

;

Відносну густину карбон (IV) оксиду за повітрям обчислюємо за формулою:

;

Відповідь: густина дорівнює 1,96 г/л; відносна густина за воднем – 22, за повітрям – 1,5, тобто у 22 рази важчий за водень та в 1,5 рази важчий за повітря.

Приклад 20. Відносна густина газу за повітрям дорівнює 1,517. Обчислити кількість речовини цього газу, що міститься в його зразку масою 11 г.

Дано:	Розв’язок: Обчислюємо молярну масу за формулою: г/моль. Обчислюємо кількість речовини газу :
Знайти: - ?

Відповідь: кількість речовини газу дорівнює 0,25 моль.

Приклад 21. У колбі міститься водень масою 0,24 г та кисень масою 4 г. Обчисліть об’ємну та молярну частки водню в цій газовій суміші.

Дано:	Розв’язок: Кількість речовини водню в посудині становить: Об’єм водню дорівнює:
Знайти: - ?