A Lei de Avogadro e o Número de Avogadro

Até o início do século passado, os cientistas já haviam adquirido uma razoável quantidade de informações sobre as reações químicas observadas entre os gases. O célebre físico italiano Amedeo Avogadro (1776-1856), baseando-se em tais informações e em resultados de experiências realizadas por ele próprio, formulou, no ano de 1811, uma hipótese extremamente importante, relacionando o número de moléculas existentes em duas amostras gasosas. Segundo Avogadro, se tomarmos dois recipientes, de mesmo volume, contendo gases diferentes, ambos à mesma temperatura e pressão, o número de moléculas contidas em tal recipiente deverá ser o mesmo. Posteriormente, um grande número de confirmações experimentais desta lei fizeram com que ela passasse a ser conhecida como Lei de Avogadro.

Uma das verificações desta lei pode ser feita quando analisamos, em um laboratório, a decomposição de alguns gases. Tomemos, por exemplo, volumes iguais de HCl (ácido clorídrico), H2O (água), NH3 (amônia) e CH4 (gás metano), sob a forma gasosa, à mesma pressão e temperatura. De acordo com a lei de Avogadro, as três amostras dos gases considerados devem ter o mesmo número, N, de moléculas. Decompondo estes gases e recolhendo o hidrogênio liberado em cada amostra, deveríamos, então, obter: para o HCl, N átomos de H; para o H2O, 2N átomos de H; para o NH3, 3N átomos de H; e para o CH4, 4N átomos de H. A experiência confirma este resultado, pois, enquanto recolhe-se uma massa m de hidrogênio na decomposição do HCl, verifica-se que uma massa 2m é recolhida na decomposição H2O, uma massa 3m na decomposição do NH3 e uma massa 4m na decomposição do CH4.

Uma vez conhecida a Lei de Avogadro, poderia-se indagar qual é o número de moléculas que existe em uma dada massa do gás. Suponha, por exemplo, que tomássemos 1 mol (unidade de quantidade de matéria) de vários gases diferentes (2 g de H2, 32 g de O2, 28 g de N2, etc.). Em Química, poderíamos afirmar que o número de moléculas em cada amostra, é o mesmo. Este número é denominado número de Avogadro e é representado por N0. O grande físico-químico francês Jean-Baptiste Perrin (1870-1942), no início do século XX, realizou uma série de experiências, procurando determinar o valor de N0, concluindo que este valor estaria compreendido entre 6,5 . 10²³ e 7,2 . 10²³ moléculas em cada mol. Por tais trabalhos, Perrin recebeu o Prêmio Nobel de Física, no ano de 1926. Posteriormente, medidas mais precisas e cuidadosas mostraram que o valor de N0 é mais próximo de 6,02 . 10²³ moléculas/mol.