Pada mulanya ahli kimia, bahkan Guy Lussac, yang terkenal dengan hukum nisbah isipadu, tidak dapat menjelaskan mengapa jumlah gas reaktan dan produk adalah nisbah bilangan bulat sederhana. Ini kerana pada masa itu ahli kimia menganggap zarah unsur sebagai atom dan zarah subatom (elektron, proton, neutron) belum diketahui. Masalah ini dijawab pada tahun 1811, ketika Amadeo Avogadro, seorang ahli fizik dari Itali menyatakan hipotesis, yang disebut sebagai hipotesis Avogadro.
Berdasarkan Hipotesis Avogadro, dinyatakan bahawa zarah unsur tidak harus atom bebas, tetapi boleh menjadi gabungan beberapa atom yang sama yang disebut molekul unsur.
Atas dasar ini, Avogadro mengemukakan hipotesis yang menyatakan "pada suhu dan tekanan yang sama, gas dengan isipadu yang sama mengandungi bilangan molekul yang sama."
Oleh itu, dapat disimpulkan bahawa nisbah isipadu bahan gas adalah sama dengan nisbah bilangan molekul dalam tindak balas atau nisbah isipadu bahan gas adalah nisbah pekali dalam persamaan tindak balas yang setara. Sebagai contoh, dalam pembentukan air, nisbah isipadu oleh Guy Lussac adalah 2: 1: 2.
(Baca juga: Hukum Perbandingan Tetap dalam Kimia)
Ahli kimia tidak dapat menjelaskannya, kerana jika atom berdiri sendiri dan ditulis menggunakan persamaan tindak balas nisbah isipadu adalah 2: 1: 1.
2H (g) + 1O (g) -> 1H 2 O (g)
Ini tentu tidak sesuai dengan eksperimen yang dijalankan. Tetapi dengan menggunakan hipotesis Avogadro ini dapat dijelaskan, kerana dalam pembentukan air nisbah setiap molekul hidrogen, oksigen dan air adalah sama dengan nisbah isipadu, yaitu 2: 1: 2. Kemudian proses pembentukan air dapat ditulis dengan persamaan berikut:
2H 2 (g) + O 2 (g) -> 2H 2 O (g)
Walau bagaimanapun, pekali 1 biasanya tidak ditulis, jadi persamaan di atas boleh ditulis:
2H 2 (g) + O 2 (g) -> 2H 2 O (g)
Undang-undang Avogadro mengatakan bahawa satu mol gas di negara STP menempati isipadu 22.4 liter, sementara satu mol gas memiliki 6.02 x 1023 zarah asas (atom atau molekul) suatu bahan. Undang-undang Avogadro menerapkan hubungan:
isipadu gas X / isi padu gas y = bilangan molekul gas X / bilangan molekul gas y = pekali gas x / pekali gas y
Contoh:
Pada suhu dan tekanan tertentu, H2 bertindak balas gas dengan N 2 gas untuk membentuk NH 3 gas dengan nisbah jumlah 3: 1: 2. Sekiranya terdapat 7.525 x 1022 molekul gas hidrogen yang bertindak balas, berapakah bilangan molekul ammonia yang terbentuk?
Jawapan
Menurut undang-undang Avogadro, pada suhu dan tekanan yang sama, gas dengan isipadu yang sama akan mempunyai bilangan molekul yang sama.
H 2 (g) + 3N 2 (g) -> 2NH 3 (g)
3 L 1 L 2L
Jumlah NH 3 dibentuk = 2VNH 3 / 3VH 2 = x / 7.52 x 1022
x = 5.02 x 1022 molekul.
