ปริมาณสัมพันธ์ของก๊าซ

ก๊าซมีสมบัติฟุ้งกระจายและมีมวลน้อยมาก การวัดมวลโดยตรงทำได้ยากจึงนิยมวัดในหน่วยปริมาตร ซึ่งสามารถอธิบายโดยใช้กฎดังต่อไปนี้
1. กฎของเกย์ลุสแซก
ในปี พ.ศ. 2531 โซเซฟ-ลุย-เก-ลูซัก ได้ทดลองวัดปริมาตรของก๊าซที่ทำปฏิกิริยาพอดีกันและปริมาตรของก๊าซที่ได้จากปฏิกิริยา ณ อุณหภมิและความดันเดียวกัน แล้วสรุปเป็นกฎการรวมปริมาตรของก๊าซว่า "ในปฏิกิริยาเคมีที่เป็นก๊าซ อัตราส่วนโดยปริมาตรของก๊าซที่ทำปฏิกิริยาพอดีกัน และปริมาตรของก๊าซที่เกิดจากปฏิกิริยาที่อุณหภูมิและความดันเดียวกัน จะเป็นเลขจำนวนเต็มลงตัวน้อย ๆ"

2. กฎอาโวกาโดร
ในปี พ.ศ. 2354 อาเมเดโอ อาโวกาโดร ได้ศึกษากฎของเกย์-ลูสแซกและอธิบายว่าการที่อัตราส่วนโดยปริมาตรของก๊าซที่เข้าทำปฎิกิริยาและที่ได้จากปฏิกิริยาเป็นเลขจำนวนเต็มน้อยๆ คงเป็นเพราะปริมาตรของก๊าซมีความสัมพันธ์กับจำนวนอนุภาคที่รวมตัวกันเป็นสารประกอบ อาโวกาโดรจึงเสนอสมสุติฐานว่า "ที่อุณหภูมิและความดันเดียวกัน ก๊าซทุกชนิดที่มีปริมาตรเท่ากันจะมีจำนวนโมเลกุลเท่ากัน"เช่น ปฏิกิริยาระหว่างก๊าซไฮโดรเจนกับก๊าซออกซิเจนจนเกิดเป็นไอน้ำ

ไฮโดรเจน + ออกซิเจน -------> ไอน้ำ
2 cm3 1 cm3 2 cm3
2n โมเลกุล n โมเลกุล 2n โมเลกุล
2 โมเลกุล 1 โมเลกุล 2 โมเลกุล
หรือ 1 โมเลกุล 1/2 โมเลกุล 1 โมเลกุล
หรือ 2 อะตอม 1 อะตอม 2 อะตอม

หมายเหตุ
1. ปริมาตรของก๊าซของสารตั้งต้นที่ทำปฏิกิริยากันจะเท่ากับหรือไม่เท่ากับปริมาตรของก๊าซของผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากปฏิกิริยา เช่น
H2(g) + I2(g) -------> 2HI(g) 2CO(g) + O2(g) -------> 2CO2(g)
2 ปริมาตร = 2 ปริมาตร 3 ปริมาตร ไม่เท่ากับ 2 ปริมาตร


2. อัตราส่วนโดยปริมาตรของก๊าซต่าง ๆ ในปฏิกิริยาจะเท่ากับอัตราส่วนโดยโมลของก๊าซต่าง ๆ ในปฏิกิริยาเดียวกันนั้น เช่น
N2(g) + 3H2(g) ------> 2NH3(g)
อัตราส่วนโดยปริมาตร N2 : H2 : NH3 = 1 : 3 : 2
อัตราส่วนโดยโมล N2 : H2 : NH3 = 1 : 3 : 2