아보가드로 법칙 증명 - abogadeulo beobchig jeungmyeong

화학법칙은 처음에 질량보존의 법칙과 일정성분비의 법칙이 발견되었다.
이 법칙을 설명하기 위해 돌턴의 원자설이 도입되었고
돌턴의 원자설로 돌턴은 배수 비례의 법칙을 발견하였다.

그런데 기체로 화학실험을 하던 과학자들이

기체반응의 법칙을 발견하였다.
이 법칙은 돌턴의 원자설과 정면 충돌하는 법칙이었다.
즉,

돌턴의 원자설에는 원자는 쪼개질 수 없다고 했는데 기체반응의 법칙을 설명하기 위해서는 원자가 쪼개져야 했다

. 이 문제는 과학에서 50여년 동안 논란꺼리였다.
왜냐면 기체반응의 법칙은 실험을 통해 얻은 법칙이었기에 거짓이라 할 수 없고
돌턴의 원자설은 이론이었지만 그 법칙으로 질량보존, 일정성분, 배수비례의 법칙을 모두 설명할 수 있었기 때문이다.

이런 논란이 있을때 아보가드로라는 물리학자가 아보가드로의 분자설을 발표했다.

1) 물질은 분자라는 작은 알갱이로 되어 있다.
2) 같은 물질의 분자는 크기, 모양, 질량이 같다.
3) 분자는 다시 몇 개의 원자로 쪼개어질 수 있다. 이때 분자의 성질을 잃는다.
4) 모든 기체는 온도, 압력이 같으면 같은 부피 안에 같은 분자가 들어 있다.

아보가드로의 분자설을 적용하면 돌턴의 원자설과 기체반응의 법칙 모두를 설명할 수 있었음에도 불구하고 과학자들은 한동안 이 분자설을 받아들이지 않았다.
분자라는 개념을 이해할 수 없었고 아보가드로는 화학자가 아닌 물리학자였기 때문에 인정하지 않았던 것이다.

그 후 아보가드로가 죽은 뒤 이 법칙이 인정받게 되고 분자설을 적용, 돌턴의 원자설에 위반되지 않게 기체반응의 법칙을 설명할 수 있었다.

추가로 아보가드로의 법칙인

'모든 기체는 온도, 압력이 같으면 같은 부피 안에 같은 수의 분자를 포함한다'는 1960년대에 실험에 의해 법칙으로 정립되었다.
가설의 발표는 1811년 있었으니 가설의 증명까지 참 많은 시간이 걸렸다.

★온도와 압력이 같을 때 모든 기체는 같은 부피속에 같은 수의 입자가 들어있다

온도 25℃ 압력 1기압

▩ + ▩▩ → ▩▩

산소 1부피 수소 2부피 수증기 2부피

1 : 2 : 2 (기체반응의 법칙)

 + ●●,

①산소 1부피 : 수소 2부피 : 수증기 2부피 (기체반응의 법칙)

②반응전원자수 3개 = 반응후원자수 3개 (질량보존의 법칙)

③수증기는 항상 로 이루어져 있다. (일정성분비의 법칙)

④같은부피속에 포함된 입자수는 같다.

⑤원자는 더 이상 쪼갤 수 없다는 돌턴의 원자설과 맞지 않는다.

●● + ●●,●●,

①산소 : 수소 : 수증기 = 1:2:2 (기체반응의 법칙)

②반응전 원자수 6개 = 반응후 원자수 6개 (질량보존의 법칙)

③수증기는 항상로 이루어져 있다 (일정성분비의 법칙)

④온도와 압력이 같을 때 같은 부피속에는 같은수의 분자가 포함되어있다 → 아보가드로 법칙

⑤쪼개는 원자는 없으므로 돌턴의 원자론에 어긋나지 않는다.

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1965�⿡ �뺧 �����л��� ���� ���θ�(Richard Feynman, 1918~1988) ������ ����� �ΰ��� ���Ŀ��� ���� �߿��� ������ ������ ���ڷ� �̷���� �ִٴ� �͡��̶�� ���Ͽ���. ������ ���� ȭ���ڵ��� ȭ�� ������ ��κ� ���ڷ� �����Ǿ� �ֱ� ������, �����ڡ� ��� �����ڿ� ���ڡ��� �ٲپ�� �Ѵٰ� �����Ѵ�.

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1808�⿡ ����-���(Joseph L. Gay-Lussac, 1778~1850)�� ���� �µ��� �з¿� �ִ� ��ü���� ������ ��, ��ü ���ǵ� ���̿��� �׻� ������ ������ �����ȴٴ� ����ü ������ ��Ģ���� �߰��Ͽ���. �� ����, �׻� 2 ������ ���� ��ü�� 1 ������ ��� ��ü�� �����Ͽ� 2 ������ �����⸦ �����ϸ�, 1 ������ ���� ��ü�� 1 ������ ��� ��ü�� �����Ͽ� 2������ �ϻ�ȭ���� ��ü�� �����.

�ƺ������(Amedeo Avogadro, 1776~1856)�� 1811�⿡ (1) ������ �µ�, �з¿��� ���� ���� �ӿ� �����ϴ� ��ü ����(����)�� ���� ��ü�� ������ ������� ����.����� �Ͱ� (2) ����ü ���ڴ� 2�� �Ǵ� �� �̻��� �⺻ ����(����)�� �����Ǿ� �ִ�.����� ������ ����(�ƺ�������� ����)�� �Ͽ���. �״� ù ��° ������ �ٰ��Ͽ� ��ü�� �е��� �������ν� ������ ����� ���Ը� ���Ͽ��µ�, ��ҿ� ������ ���ڷ��� ���� 15(������ 16)�� 13(������ 14)�̶�� �����Ͽ���.

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�ƺ�������� ������ �Ŀ� ĭ���ڷ�(Stanislao Cannizzaro, 1826-1910)�� ������� 1800��� �Ĺݺ��� �޾Ƶ鿩���� �����Ͽ�����, �̷� ���� ȭ�� ȥ���� ������ ���� ���Ǵ�. �൨������(Dmitri I. Mendeleev, 1834~1907)�� �ƺ�������� ������ �������� ������ ���ҵ��� ���ڷ��� �ٽ� �����Ͽ�, 1869�⿡ ������ �ֱ���ǥ�� ��ǥ�� �� �ְ� �Ǿ���.

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�ƺ�������� ��(NA)�� 6.02214179x10^23/mol�̶�� ���ϰ� ū �����̴�. �� ���� 1909�⿡ �䷩(Jean B. Perrin: 1870-1942)�� ���� ��� ������ �����κ��� ó�� ���Ͽ��µ�, �ƺ�����θ� �⸮�� ���� ���� �̸��� ���� ���̴�. ���� ��� ��ü�� ��ü�� �л�� ���ڰ� ������׷� ������ ��� �ϴ� ���� ���ϴ� ������, �Ĺ����� ����(Brown)�� 1827�⿡ ���� �л�� �ɰ��縦 ���̰����� �����Ͽ� ó�� �߰��� ���̴�.

  

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