Es muss ... zugestanden werden, dass sehr einfache Beziehungen ... zwischen den Volumen gasförmiger Stoffe und der Anzahl der einfachen oder zusammengesetzten Moleküle, die sie bilden, bestehen. Die erste Hypothese, die sich in diesem Zusammenhang aufdrängt und anscheinend sogar die einzig zulässige ist, ist die Annahme, dass die Anzahl der integralen Moleküle in beliebigen Gasen für gleiche Volumen immer gleich ist oder immer proportional zu den Volumen. Wenn wir nämlich annehmen würden, dass die Anzahl der Moleküle in einem gegebenen Volumen für verschiedene Gase unterschiedlich ist, würde es kaum möglich sein, sich vorzustellen, dass das Gesetz, das die Entfernung von Molekülen regelt, in allen Fällen so einfache Beziehungen ergeben könnte, wie sie die gerade genannten Tatsachen uns anzuerkennen zwingen, zwischen dem Volumen und der Anzahl der Moleküle.
Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro, Graf von Quaregna und Cerreto, war ein italienischer Wissenschaftler, der vor allem für seinen Beitrag zur Molekulartheorie bekannt ist, der heute als Avogadros Gesetz bekannt ist und besagt, dass gleiche Volumen von Gasen unter denselben Bedingungen von Temperatur und Druck gleiche Anzahlen von Molekülen enthalten. Ihm zu Ehren wird die Anzahl der elementaren Teilchen – Atome, Moleküle, Ionen oder andere Partikel – in 1 Mol eines Stoffes, 6,02214076×10²³, als Avogadro-Konstante bezeichnet, eine der sieben SI-Basiseinheiten und wird mit N_A dargestellt.
Biografie
Amedeo Avogadro wurde 1776 in Turin in einer Adelsfamilie des Königreichs Sardinien, das heute Teil Italiens ist, geboren. Er schloss sein Studium der Kirchenrechte im späten Alter von 20 Jahren ab und begann zu praktizieren. Bald darauf widmete er sich der Physik und Mathematik, damals positive Philosophie genannt, und begann 1809 mit dem Unterrichten dieser Fächer an einem Liceo, einem Gymnasium in Vercelli, wo seine Familie lebte und einiges Vermögen besaß.
1811 veröffentlichte er einen Artikel mit dem Titel Essai d'une manière de déterminer les masses relatives des molécules élémentaires des corps, et les proportions selon lesquelles elles entrent dans ces combinaisons „Versuch über eine Methode zur Bestimmung der relativen Massen der Elementarmoleküle der Körper und der Proportionen, nach denen sie in diese Kombinationen eingehen", der Avogadros Hypothese enthält. Avogadro reichte diesen Aufsatz bei Jean-Claude Delamétheries Journal de Physique, de Chimie et d'Histoire naturelle „Zeitschrift für Physik, Chemie und Naturgeschichte" ein.
1820 wurde er Professor für Physik an der Universität Turin. Turin war nun die Hauptstadt des wiederhergestellten savoyischen Königreichs Sardinien unter Victor Emmanuel I. Avogadro war aktiv in der revolutionären Bewegung vom März 1821. Infolgedessen verlor er 1823 seinen Lehrstuhl oder, wie die Universität offiziell erklärte, war sie „sehr erfreut, diesem interessanten Wissenschaftler einen Ruhestand von schweren Lehrpflichten zu gewähren, um sich besser seinen Forschungen widmen zu können". Schließlich gewährte König Karl Albert 1848 eine Verfassung, das Statuto Albertino. Lange vorher war Avogadro 1833 an die Universität Turin zurückberufen worden, wo er weitere zwanzig Jahre lehrte.
Über Avogadros Privatleben ist wenig bekannt, das anscheinend nüchtern und religiös war. Er heiratete Felicita Mazzé und hatte sechs Kinder. Avogadro bekleidete Positionen, die sich mit Statistik, Meteorologie und Maße und Gewichte befassten – er führte das metrische System in Piemont ein – und war Mitglied des Königlichen Obersten Rates für öffentliche Unterrichtsangelegenheiten.
Er starb am 9. Juli 1856.
Leistungen
Zu Ehren von Avogadros Beiträgen zur Molekulartheorie wird die Anzahl der Moleküle pro Mol Stoff als „Avogadro-Konstante" bezeichnet, N_A. Sie beträgt genau 6,02214076×10²³ mol⁻¹. Die Avogadro-Konstante wird verwendet, um die Ergebnisse chemischer Reaktionen zu berechnen. Sie ermöglicht es Chemikern, die Mengen der in einer bestimmten Reaktion erzeugten Stoffe mit großer Genauigkeit zu bestimmen.
Johann Josef Loschmidt berechnete zuerst den Wert der Avogadro-Konstante, die Anzahl der Partikel in einem Mol, die in deutschsprachigen Ländern manchmal als Loschmidt-Zahl bezeichnet wird – die Loschmidt-Konstante hat nun eine andere Bedeutung.
Avogadros Gesetz besagt, dass die Beziehung zwischen den Massen des gleichen Gasvolumens bei gleicher Temperatur und Druck der Beziehung zwischen ihren jeweiligen Molekulargewichten entspricht. Daher kann die relative Molekülmasse eines Gases aus der Masse einer Probe mit bekanntem Volumen berechnet werden.
Avogadro entwickelte diese Hypothese, nachdem Joseph Louis Gay-Lussac 1808 sein Gesetz über die Volumen und Kombinationen von Gasen veröffentlicht hatte. Das größte Problem, das Avogadro lösen musste, war die damalige Verwirrung bezüglich Atomen und Molekülen. Einer seiner wichtigsten Beiträge war die klare Unterscheidung zwischen diesen beiden, mit der Aussage, dass Gase aus Molekülen bestehen und diese Moleküle aus Atomen zusammengesetzt sind. John Dalton zum Beispiel hielt diese Möglichkeit nicht für gegeben. Avogadro verwendete das Wort „Atom" eigentlich nicht, da die Wörter „Atom" und „Molekül" fast ohne Unterschied verwendet wurden. Er glaubte, dass es drei Arten von „Molekülen" gab, einschließlich eines „Elementarmoleküls" unser „Atom". Außerdem schenkte er der Definition von Masse mehr Aufmerksamkeit, im Gegensatz zum Gewicht.
1815 veröffentlichte er Mémoire sur les masses relatives des molécules des corps simples, ou densités présumées de leur gaz, et sur la constitution de quelques-uns de leur composés, pour servir de suite à l'Essai sur le même sujet, publié dans le Journal de Physique, juillet 1811 „Abhandlung über die relativen Massen der Elementarmoleküle oder vermuteten Dichten ihrer Gase und über die Bestandteile einiger ihrer Verbindungen, als Fortsetzung des Aufsatzes zum gleichen Thema, veröffentlicht in der Zeitschrift für Physik, Juli 1811" über Gasdichten.
1821 veröffentlichte er eine weitere Arbeit, Nouvelles considérations sur la théorie des proportions déterminées dans les combinaisons, et sur la détermination des masses des molécules des corps „Neue Überlegungen zur Theorie der in Kombinationen bestimmten Proportionen und zur Bestimmung der Massen der Atome" und kurz danach Mémoire sur la manière de ramener les composès organiques aux lois ordinaires des proportions déterminées „Abhandlung über die Art und Weise, organische Zusammensetzung auf die gewöhnlichen Gesetze bestimmter Proportionen zurückzuführen".
1841 veröffentlichte er sein Werk Fisica dei corpi ponderabili, ossia Trattato della costituzione materiale de' corpi, in 4 Bänden.
Reaktion auf die Theorie
Die wissenschaftliche Gemeinschaft schhenkte Avogadros Theorie nicht viel Aufmerksamkeit, und sie wurde nicht sofort akzeptiert. André-Marie Ampère schlug drei Jahre später eine sehr ähnliche Theorie in seiner Arbeit Sur la détermination des proportions dans lesquelles les corps se combinent d'après le nombre et la disposition respective des molécules dont leurs particules intégrantes sont composées; „Über die Bestimmung der Proportionen, in denen sich Körper nach der Anzahl und jeweiligen Anordnung der Moleküle, aus denen ihre integralen Partikel bestehen, verbinden" vor, aber es wurde die gleiche Gleichgültigkeit gegenüber seiner Theorie gezeigt.
Nur durch Studien von Charles Frédéric Gerhardt und Auguste Laurent zur organischen Chemie war es möglich zu zeigen, dass Avogadros Gesetz erklärte, warum die gleichen Mengen Moleküle in einem Gas das gleiche Volumen haben.
Leider zeigten verwandte Experimente mit einigen anorganischen Stoffen scheinbare Widersprüche. Dies wurde schließlich von Stanislao Cannizzaro gelöst, wie auf dem Kongress von Karlsruhe 1860, vier Jahre nach Avogadros Tod, bekannt gegeben wurde. Er erklärte, dass diese Ausnahmen auf Moleküldissoziationen bei bestimmten Temperaturen zurückzuführen waren, und dass Avogadros Gesetz nicht nur Molekülmassen, sondern auch Atommassen bestimmte.
1911 fand in Turin eine Versammlung statt, die das hundertjährige Jubiläum der Veröffentlichung von Avogadros klassischem Werk von 1811 beging. König Victor Emmanuel III. nahm teil, und Avogadros großer Beitrag zur Chemie wurde anerkannt.
Rudolf Clausius lieferte mit seiner 1857 vorgeschlagenen kinetischen Gastheorie weitere Belege für Avogadros Gesetz. Jacobus Henricus van 't Hoff zeigte, dass Avogadros Theorie auch in verdünnten Lösungen galt.
Avogadro wird als ein Begründer der atomar-molekularen Theorie gepriesen.
