Cuando el hidrógeno y el oxígeno reaccionan para formar agua gaseosa, la relación existente entre los volúmenes de los reactivos y el producto, si se miden a la misma presión y temperatura, es:

Dos volumenes de hidrógeno + un volumen de oxígeno = dos volúmenes de agua gaseosa

Al observar el fenómeno anterior, Joseph Louis Gay-Lussac propuso su Ley de los Volúmenes de Combinación, la cual establece que cuando se miden bajo las mismas condiciones de temperatura y presión los volúmenes de los reactivos y productos gaseosos de una reacción, éstos están en relación de números enteros pequeños. ¿Por qué sucede esto?. La explicación de la ley de volúmenes de combinación surgió en 1811 en Italia: Amadeo Avogadro conocía la teoría del inglés John Dalton sobre la existencia de átomos y “átomos compuestos” (hoy conocidos como “moléculas”) en toda la materia.

Avogadro propuso que tanto el gas hidrógeno como el gas oxígeno estaban formados por infinidad de pequeñísimas moléculas con dos átomos cada una y que la ley de volúmenes de combinación sugería que en el agua existían moléculas con dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. La figura 8 muestra la explicación de Avogadro en términos de moléculas. Por simplicidad, supongamos que en cada “volumen” caben sólo tres moléculas.

Figura 8. Representación de la Hipótesis de Avogadro.

Por si no te habías dado cuenta, existe una suposición adicional que es clave para aceptar la propuesta de Avogadro, conocida como hipótesis de Avogadro⁵.

“Volúmenes iguales de gases diferentes contienen el mismo número de moléculas cuando están a la misma presión y temperatura”.

⁵ También es llamado ley o hipótesis de avogadro. No se acepta el término ley, ya que la propuesta de avogadro no fue el resumen de hechos observados, sino más bien una explicación de la ley de los volúmenes de combinación de Gay-Lussac.

Así pues, a presión y temperatura constante, el volumen de una muestra de gas es proporcional al número de moléculas de la muestra. Ya que las moléculas son contadas por moles, se puede decir que a presión y temperatura constantes el volumen de una muestra de gas es proporcional al número de moles presentes, es decir:

V D n ( Cuando la Temperatura y Presión son constantes)

V

es decir: = una constante.

n

A condiciones normales de presión y temperatura (P = 1 atm T = 273 K), el valor de V

= 22. 412 L / mol . A este volumen de un mol de gas a temperatura y presión

n normales se le llama volumen molar del gas.