Закон за множествени пропорции: Разяснения, приложения и упражнения

Законът на множествените пропорции е един от принципите на стехиометрията и е формулиран за първи път през 1803 г. от химика и математика Джон Далтън, за да предложи обяснение за начина, по който химичните елементи се комбинират, за да образуват съединения.,

В този закон се посочва, че ако два елемента се комбинират, за да генерират повече от едно химично съединение, делът на масите на елемент номер 2, когато се интегрира с неизменна маса на елемент номер едно, ще бъде в малки цялостни съотношения.

Така можем да кажем, че от закона на пропорциите, дефиниран от Пруст, законът за запазване на масата, предложен от Лавуазие и законът на определените пропорции стигнаха до идеята за атомната теория (важен момент в история на химията), както и формулирането на формули за химични съединения.

обяснение

Съединението на два елемента в различни пропорции винаги води до уникални съединения с различни характеристики.

Това не означава, че елементите могат да бъдат свързани във всяка връзка, тъй като тяхната електронна конфигурация трябва винаги да бъде взета под внимание, за да се определи кои връзки и структури могат да бъдат формирани.

Например за елементите въглерод (С) и кислород (О) са възможни само две комбинации:

- СО, където съотношението между въглерод и кислород е 1: 1.

- CO 2, където съотношението на кислород към въглерода е 2: 1.

приложения

Показано е, че законът на множествените пропорции се прилага по-точно в простите съединения. По същия начин, той е изключително полезен, когато става въпрос за определяне на пропорцията, необходима за комбиниране на две съединения и образуване на една или повече чрез химична реакция.

Този закон обаче има големи грешки, когато се прилага за съединения, които нямат стехиометрично отношение между техните елементи.

По същия начин, той показва големи недостатъци, когато става въпрос за използването на полимери и подобни вещества, поради сложността на техните структури.

Решени упражнения

Първо упражнение

Масовият процент на водорода във водната молекула е 11.1%, докато в водородния пероксид той е 5.9%. Каква е причината за водорода във всеки случай?

разтвор

Във водната молекула водородното отношение е равно на O / H = 8/1. В пероксидната молекула той е при 0 / H = 16/1

Това е обяснено, защото връзката между двата елемента е тясно свързана с нейната маса, така че в случая на водата ще има съотношение 16: 2 за всяка молекула, или това, което е равно на 8: 1, както е показано. Това е 16 g кислород (един атом) за всеки 2 g водород (2 атома).

Второ упражнение

Азотният атом образува пет съединения с кислород, които са стабилни при стандартни атмосферни условия (25 ° С, 1 atm). Тези оксиди имат следните формули: N 2O, NO, N 2O 3, N 2O 4 и N 2O 5 . Как се обяснява това явление?

разтвор

Чрез закона на множествени пропорции е необходимо кислородът да се свързва с азот с непроменено масово съотношение на това (28 g):

- В N 2 O делът на кислород (16 g) по отношение на азота е приблизително 1.

- В NO делът на кислород (32 g) по отношение на азота е приблизително 2.

- В N 2 O 3 делът на кислорода (48 g) по отношение на азота е приблизително 3.

- В N 2 O 4 делът на кислорода (64 g) по отношение на азота е приблизително 4.

- В N 2 O 5 съотношението на кислород (80 g) към азота е приблизително 5.

Трето упражнение

Има двойка метални оксиди, единият от които съдържа 27, 6%, а другият има 30, 0% от масата на кислорода. Ако се установи, че структурната формула на оксид номер едно е M3O4. Каква би била формулата на оксид номер две?

разтвор

В оксид номер едно присъствието на кислород е 27, 6 части от всеки 100. Следователно, количеството метал е представено от общото количество минус количеството кислород: 100-27, 4 = 72, 4%.

От друга страна, в окисно число 2, количеството кислород е равно на 30%; Това означава, че количеството на метала в този случай ще бъде: 100-30 = 70%.

Наблюдава се, че формулата на оксидно число 1 е МзО4; това означава, че 72.4% от метала се равнява на три метални атома, докато 27.6% от кислорода се равнява на четири кислородни атома.

Следователно, 70% от металните (М) = (3 / 72.4) х 70 М атоми = 2.9 М атоми По подобен начин, 30% кислород = (4 / 72.4) х 30 О атоми = 4.4 М атоми.

Накрая, съотношението или съотношението на метала по отношение на кислород в оксид номер две е М: О = 2.9: 4.4; то е равно на 1: 1.5 или, което е същото, 2: 3. Така формулата за втория оксид ще бъде M 2 O 3 .