1808년화학

게이뤼삭의 기체 반응 법칙

게이뤼삭이 기체들이 반응할 때 부피가 항상 간단한 정수비를 이룬다는 것을 발견했다. 아보가드로의 분자 가설로 이어지는 단서가 됐다.

“기체는 부피로 1:2처럼 단순 정수비로 반응한다 — 이 규칙이 분자 개념으로 가는 문을 열었다.”

이야기의 시작

기체들이 반응할 때 부피는 뒤죽박죽이 아니었다 — 언제나 1:1, 1:2 같은 단순한 정수비를 따랐다.

기체들이 반응할 때 그 부피 비율이 어떤 규칙을 따르는지는 알려지지 않았다. 돌턴의 원자설은 원자 무게를 설명했지만 기체 부피와의 연결은 모호했다.

수소와 산소가 반응해 수증기가 될 때, 소비되는 부피와 생성되는 부피 사이에 단순한 규칙이 있을까?

게이뤼삭은 여러 기체 반응을 정밀 측정해 반응하는 기체들의 부피비와 생성 기체의 부피가 항상 간단한 정수비임을 발견했다(수소 2 : 산소 1 → 수증기 2).

돌턴은 이 결과가 자신의 원자 무게 계산과 맞지 않는다며 처음엔 의심했다. 그러나 아보가드로가 '같은 온도·압력·부피의 기체에는 같은 수의 분자가 있다'는 가설로 이 법칙을 완벽하게 설명했다.

기체 반응 법칙은 원자·분자 개념이 실험으로 이어지는 다리가 됐고, 현대 화학량론의 핵심 토대가 됐다.

산업용 가스 합성·연료전지 설계·대기 화학 모델링에서 기체 반응 비율 계산은 게이뤼삭의 법칙에서 출발한다.