Lei de Avogadro: relação quantidade-volume

Já vimos nos posts anteriores algumas leis e a relação destas com as grandezas: temperatura, pressão e volume. Já a lei de Avogadro faz uma relação com a quantidade de matéria dos gases, por exemplo, quando adicionamos gás a um balão, ele se expande. O volume de um gás é afetado não apenas pela pressão e temperatura, mas também pela quantidade de gás. A relação entre quantidade de gás e respectivo volume resultou do trabalho de Gay-Lussac (1778-1823) e Amadeo Avogadro (1776-1856).

Depois de ouvir uma palestra de Joseph Gay-Lussac sobre gases, Avogadro decidiu também estudar gases. Ele ficou impressionado com os métodos de Gay-Lussac de coleta de dados que envolveram viagens em balões que subiram 4,5 milhas acima do nível do mar!
Fonte: http://www.chemistryland.com/CHM151S/02-Atoms/EarlyAtom/EarlyAtom.html

Gay-Lussac é uma daquelas figuras extraordinárias na história da ciência que realmente poderia ser chamado de aventureiro. Ele estava interessado em balões mais leves que o ar e em 1804 fez com que um deles subisse até uma altura aproximada de 7.000 m - façanha que manteve o recorde de altitude por várias décadas. Para melhor controlar balões mais leves que o ar, os volumes dos gases que reagem entre si estão na proporção dos menores números inteiros. Por exemplo, dois volumes de gás hidrogênio reagem com um volume de gás oxigênio para formar dois volumes de vapor de água, como mostrado na figura abaixo:

Observação experimental de Gay-Lussac sobre os volumes combinantes anexada à explicação de Avogadro sobre esse fenômeno.

Três anos depois Amadeo Avogadro interpretou a observação de Gay-Lussac propondo o que atualmente é conhecido como hipótese de Avogadro: “Volumes iguais de gases à mesma temperatura e pressão contêm números iguais de moléculas”. Por exemplo, experimentos mostram que 22,4L de m gás a 0 ºC e 1 atm contém 6,02 x10²³ moléculas de gás(isto é, 1 mol).

- Eu adoraria conversar contigo mais tarde, Avogadro… Posso anotar o seu número?
- Você precisará de um papel maior do que este, querida.
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A lei de Avogadro resulta da hipótese de Avogadro: "O volume de um gás mantido a temperatura e pressão constantes é diretamente proporcional à quantidade de matéria do gás". Isto é: 

Volume = constante x n

Portanto, dobrando-se a quantidade de matéria do gás, o volume também dobra, se T e P permanecem constantes, de acordo com o gráfico abaixo:

Referências:

Pressão - As leis dos gases. http://www.proenc.iq.unesp.br/index.php/quimica/199-leis-dos-gases

O estado gasoso. http://www.qmc.ufsc.br/quimica/pages/aulas/gas_page2.html