2.1.3 Avogadro-Gesetz und Bedingungen für Gase

Study Notes

Avogadro postulierte, dass unter gleichem Druck und gleicher Temperatur gleiche Volumina gleiche Anzahl an Teilchen besitzen.
Das molare Volumen (Molvolumen) beträgt 22,4 Liter (l) pro Mol eines Gases unter Normalbedingungen.
Ein Mol umfasst 6,022 x 10^23 Teilchen (Avogadro-Konstante).

Normalbedingungen und Standardbedingungen sind wichtig für die Vergleichbarkeit von Beobachtungen und Messungen, da sich die Eigenschaften von Stoffen, insbesondere von Gasen, durch veränderten Druck und Temperatur ändern.
IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) definiert STP (Standard Temperature and Pressure) bei 100 kPa und 273,15 K (0 Grad Celsius).
SATP (Standard Ambient Temperature and Pressure) wird mit 101 kPa und 298,15 K (25 Grad Celsius) definiert.
Die Begriffe "Normalbedingungen" und "Standardbedingungen" werden nicht einheitlich verwendet. Im Zweifelsfall empfiehlt sich die Rückfrage bei der jeweiligen Messmethode.

Beim Rechnen mit physikalischen oder chemischen Formeln sollte das Internationale Einheitensystem (SI-Einheiten) verwendet werden.
Die Temperatur in Gasgleichungen und Gesetzen muss in Kelvin angegeben werden.
Kelvin bezieht sich auf den physikalischen Nullpunkt und stellt die absolute Temperatur dar.
Die absolute Temperatur bezieht sich auf eine Skala, die sich auf den absoluten Nullpunkt bezieht.

Unter Normalbedingungen (0 °C und 100 kPa) hat jedes ideale Gas ein Volumen von 22,4 l pro Mol.
Ideale Gase verhalten sich nur bei extremen Bedingungen (z.B. hohen Drücken) nicht ideal, so dass diese Werte nur Annäherungen darstellen.
SATP-Bedingungen (25 °C und 101 kPa) führen zu einem molaren Volumen von ca. 24,5 l/mol.

Die Avogadro-Konstante von 6,022 x 10^23 Teilchen pro Mol ist essenziell, um chemische Reaktionen korrekt zu berechnen.
Das Mol dient als "Zähleinheit" für riesige Teilchenzahlen.
Obwohl ein Mol eines Gases immer 22,4 l (bzw. 24,5 l unter SATP) einnimmt, unterscheiden sich die Massen erheblich. Beispielsweise wiegt 1 Mol Sauerstoff (O₂) etwa 32 g, während 1 Mol Wasserstoff (H₂) nur 2 g wiegt.