Amedeo Avogadro

Amedeo Avogadro

Amedeo Avogadro’s theorie werd, ondanks het cruciale belang, totaal genegeerd tijdens zijn leven

Amedeo Avogadro 1776-1856

Stel je voor dat je een groot deel van je leven enthousiast besteedt aan wetenschappelijk werk en dat je bijdrage aan de vooruitgang ervan uit één enkele prestatie of theorie bestaat. Dat is iets wat heel wat wetenschappers overkomt, maar dan krijgen ze meestal waardering voor hun bijdrage. Het voelt anders als je enige belangrijke theorie vrijwel volledig wordt genegeerd tijdens je leven, terwijl die theorie nu net was wat wetenschappers nodig hadden om het vakgebied vooruit te helpen. Dat is wat Amedeo Avogadro overkwam, en hij had alle recht om zich gefrustreerd te voelen.

Moleculen

De theorie die de Avogadro in 1811 formuleerde, hield een manier in om de schijnbaar onverenigbare hypothesen van Joseph Louis Gay-Lussac (1778-1850) en John Dalton (1766-1844) met elkaar te integreren. Gay-Lussac had geconstateerd dat gassen bij gelijke temperatuur en druk altijd met elkaar reageren in eenvoudige, consistente volumeverhoudingen van hele getallen, zoals 2:1 en 2:3. Dalton had moeite dit te aanvaarden, omdat hij geloofde dat gassen in principe met elkaar reageren in de verhouding 1:1 (namelijk één atoom staat tot één atoom). Elke andere verhouding was in strijd met zijn theorie over de ondeelbaarheid van het atoom. De oorzaak van de verwarring was dat men in die tijd nog niet begreep wat een molecuul was. Dalton geloofde dat alle elementaire gassen in de natuur bestonden uit individuele atomen. Dat geldt inderdaad voor bijvoorbeeld de edelgassen, maar niet voor de andere gassen, die in hun eenvoudigste vorm bestaan uit combinaties van atomen, de zogeheten moleculen. In het geval van bijvoorbeeld waterstof en zuurstof bestaan de moleculen elk uit twee atomen, in chemische notatie respectievelijk H2 and O2 . Avogadro realiseerde zich dat het bestaan van moleculen de verhoudingen van Gay-Lussac kon verklaren zonder in strijd te zijn met Daltons theorieën over het atoom. De verhouding die Gay-Lussac voor bijvoorbeeld water had vastgesteld, kon worden verklaard door twee moleculen waterstof (in totaal vier ‘atomen’) te laten reageren met één molecuul zuurstof (twee ‘atomen’) met als resultaat twee moleculen water (2H 2O ). Toen Dalton zich met water had beziggehouden, had hij zich niet kunnen voorstellen hoe één ‘atoom’ zuurstof zichzelf kon verdelen (in strijd met zijn theorie over de ondeelbaarheid van het atoom) om twee deeltjes water te vormen. De oplossing – dat zuurstof uit moleculen van twee atomen bestond en dat het atoom zich dus niet verdeelde – was precies wat Avogadro’s idee inhield.

De wet van Avogadro

Verder suggereerde Avogadro dat gelijke volumes van verschillende gassen bij gelijke temperatuur en druk evenveel moleculen bevatten. Dit werd bekend als de ‘Wet van Avogadro’. Deze wet betekende dat het voortaan mogelijk was op eenvoudige wijze te berekenen hoeveel gas er nodig is om een bepaalde verbinding te maken, namelijk door de volumepercentages daarin te meten. Ook werd een eenvoudige berekening van de relatieve atoommassa’s van de elementen waaruit de verbinding bestond erdoor mogelijk.

Herontdekking van Avogadro

Slechts weinige wetenschappers (André-Marie Ampère (1775-1836) was een uitzondering) accepteerden Avogadro’s idee, gedeeltelijk als gevolg van gebrek aan experimenteel bewijs, tot de Italiaan Stanislao Cannizzaro het ‘herontdekte’ en enthousiast verdedigde op een groot congres van scheikundigen in 1860. De wet werd vervolgens geaccepteerd door een groot aantal van de aanwezigen en de verwarring van de afgelopen vijftig jaar over atomen en moleculen werd opgehelderd. Ook werd het mogelijk de relatieve atoom- en molecuulmassa’s van de elementen te berekenen.

De invloed van Avogadro

Zoals we hebben gezien, neemt Avogadro een bijzondere plaats in onder de wetenschappers in dit boek, omdat hij één enkele theorie heeft geformuleerd, die pas na zijn dood werd erkend. Hij verdient hier te worden opgenomen vanwege het belang dat zijn theorie had voor de moleculaire biologie. Avogadro kreeg pas in 1860, vier jaar na zijn dood, erkenning. Te zijner ere is het aantal deeltjes in één ‘mol’ van een stofeen constante waarde en volgens de laatste berekeningen 6,0221367(36)x 10²³” – ‘getal van Avogadro’ genoemd.

1776 Avogadro wordt geboren in Turijn in Noord-Italië, in een familie van juristen. 1800 Gaat wis- en natuurkunde studeren. 1809 Wordt hoogleraar natuurkunde aan het Reale Collegio in Vercelli. 1811 Formuleert zijn theorie over het volume van gas. 1834-1850 Voor de tweede maal hoogleraar in Turijn. 1856 Overlijdt in Turijn. 1860 Stanislao Cannizzaro ‘herontdekt’ Avogadro’s theorie en is een warm pleitbezorger ervan op een belangrijk congres van scheikundigen.

Author: Y Comak