Come si è arrivati al calcolo del numero di Avogadro?

Prima di parlare del numero di Avogadro e’ necessaria una premessa per
definire alcune grandezze che useremo in seguito.

Gli
atomi come pure le molecole si combinano e hanno reazioni chimiche
tra singole particelle. Quindi cio’ che a noi interessa e’
conoscere il numero di atomi o molecole coinvolte nelle reazioni
chimiche e non il loro peso.

P.e.


2 H + O
à
H2O

2
atomi di idrogeno si combinano con 1 atomo di ossigeno formando una
molecola di acqua. Ora, nella pratica comune, abbiamo sempre a che
fare con quantita’ molto piu’ grandi di atomi e molecole e
quindi siamo interessati a definire una unita’ di misura che ci
permetta di correlare le unita’ di massa (p.e. grammi) con i
rapporti di reazione degli elementi. Queste unita’ di misura
sono rispettivamente : grammoatomi e grammomolecole (comunemente,
anche se non correttamente, sostituiti dal termine mole).

Grammoatomo
= grammi / peso atomico

Grammomolecola
= grammi / peso molecolare

Da
cui 2 grammoatomi di idrogeno si combinano con 1 grammoatomo di
ossigeno per dare una grammomolecola di acqua, ovvero:

2
grammoatomi H * 1,01 = 2,02 grammi H

1
grammoatomo O * 16,0 = 16,0 grammi O

1
grammomolecola H2O * 18.02 = 18,02 grammi acqua

2,02
grammi di idrogeno si combinano con 16,0 grammi di ossigeno per dare
18,02 grammi di acqua.

Dalla
esperienza sappiamo poi che, a condizioni normali ( 0° C ed 1
atmosfera), una grammomolecola di qualunque specie gassosa si
comporta come un gas (quasi) ideale ed occupa un volume di 22,414
litri.

A
questo punto non ci resta che definire il numero di Avogadro
cioe’ quante sono le molecole presenti in una grammomolecola
(mole). Questo problema e’ stato risolto in maniera sperimentale
constatando che un atomo di radio disintegrandosi produce una
particella
a e
da’ luogo alla formazione di un atomo di elio. E’ stato
misurato che 1,165*1018 disintegrazioni (che danno
altrettanti atomi di elio) producono un volume di elio di 0,0433 ml
(a condizioni normali).

Di
conseguenza: un numero di Avogadro di molecole occupa 22414 ml da cui

Numero
di Avogadro = N = 22414*1,165*1018/0,0433 = 6,030 *
1023

Dopo
questa prima determinazione sperimentale sono state fatte
innumerevoli altre determinazioni nei piu’ svariati modi (studio
del reticolo cristallino, dispersioni colloidali, ecc…) sino ad
arrivare a determinare per il numero di Avogadro il seguente valore:

N
= 6,0221694 *1023 particelle/mole