Kaj je Avogadrovo število?

Avogadrovo število, znano tudi kot Avogadrova konstanta, je opredeljeno kot količina atomov v natančno 12 gramih 12C. Oznaka je priznanje Amedeu Avogadru, ki je prvi izjavil, da je prostornina plina sorazmerna s tem, koliko atomov ima. To število je podano kot 6.02214179 x 1023 mol-1.
Amadeo Avogadro je živel v zgodnjem 19. stoletju in je bil italijanski znanstvenik, znan po svoji vlogi v številnih različnih znanstvenih disciplinah. Njegova najbolj znana izjava je znana kot Avogadrov zakon in je hipoteza, ki pravi: “Enake količine idealnih ali popolnih plinov pri enaki temperaturi in tlaku vsebujejo enako število delcev ali molekul.”

To je zanimiva hipoteza, saj pravi, da imajo precej različni elementi, kot sta dušik in vodik, še vedno enako število molekul v enakem volumnu idealnega plina. Čeprav v resničnem svetu to ne drži povsem, je statistično precej blizu, zato ima idealni model še vedno veliko vrednost.

Konstanto lahko izrazimo kot (p1)(V1)/(T1)(n1) = (p2)(V2)/(T2)(n2) = konstanta; kjer je p tlak, pri katerem je plin, T temperatura, pri kateri je, V prostornina plina in n število molskih enot.
Del Avogadrovega genija in čeprav je bila ta številka poimenovana po njem, je v tem, da je lahko videl to temeljno razmerje veliko preden so bili na voljo eksperimentalni dokazi, ki bi ga potrdili. Njegovo prirojeno razumevanje narave idealnih plinov je bilo osupljivo in šele desetletja pozneje so eksperimentalni dokazi končno podprli njegovo hipotezo.

V 1860-ih, več kot 50 let po tem, ko je Avogadro prvič postavil svojo hipotezo, je avstrijski srednješolski učitelj Josef Loschmidt izračunal, koliko molekul je v enem kubičnem centimetru plina pod tipičnim tlakom in temperaturo. Ugotovil je, da je to približno 2.6X1019 molekul, število, ki je zdaj znano kot Loschmidtova konstanta, in ki je bilo od takrat razširjeno na 2.68677725X1025 m-3.

V zgodnjih letih 20. stoletja se je začelo iskanje, da bi odkrili natančno vrednost Avogadrovega števila. Molekule so bile za mnoge znanstvenike do začetka 20. stoletja še vedno večinoma teoretične entitete, zato dejansko določanje vrednosti s poskusom ni bilo izvedljivo. Ko je postalo izvedljivo, pa je bilo takoj očitno, da je vrednost pomembna, saj se je odražala na temeljni naravi idealnih plinov.

Ime “Avogadrova številka” je prvič uporabil v prispevku iz leta 1909 znanstvenik Jean Baptiste Jean Perrin, ki je kasneje leta 1926 prejel Nobelovo nagrado za fiziko. V prispevku je navedel, da je “nespremenljivo število N univerzalna konstanta, ki bi jo lahko ustrezno označili za ‘Avogadrova konstanta’.”
V letih do šestdesetih let prejšnjega stoletja je bilo nekaj sporov glede dejanske vrednosti te številke. Nekatere frakcije so za izračun temeljile na kisiku-1960, druge pa so uporabile naravno prisoten izotop kisika, kar je privedlo do nekoliko drugačnih vrednosti. Leta 16 je bila konstanta spremenjena tako, da temelji na ogljiku-1960, zaradi česar je število veliko bolj pravilno.