Das Gesetz der Mehrfachverhältnisse ist eines der Prinzipien der Stöchiometrie und wurde erstmals 1803 vom Chemiker und Mathematiker John Dalton formuliert, um zu erklären, wie sich chemische Elemente zu Verbindungen verbinden. .
In diesem Gesetz wird ausgedrückt, dass, wenn zwei Elemente kombiniert werden, um mehr als eine chemische Verbindung zu erzeugen, der Anteil der Massen des Elements Nummer zwei bei der Integration mit einer unveränderlichen Masse des Elements Nummer eins in kleinen ganzzahligen Beziehungen liegt.
John Dalton
Auf diese Weise kann gesagt werden, dass aus dem von Proust formulierten Gesetz bestimmter Proportionen, dem von Lavoisier vorgeschlagenen Gesetz der Massenerhaltung und dem Gesetz bestimmter Proportionen die Idee der Atomtheorie entstanden ist (ein Meilenstein in der Geschichte der Chemie) sowie die Formulierung von Formeln für chemische Verbindungen.
Erläuterung
Das Verbinden von zwei Elementen in unterschiedlichen Anteilen führt immer zu einzigartigen Verbindungen mit unterschiedlichen Eigenschaften.
Dies bedeutet nicht, dass die Elemente in irgendeiner Beziehung zugeordnet werden können, da ihre elektronische Konfiguration immer berücksichtigt werden muss, um zu bestimmen, welche Verknüpfungen und Strukturen gebildet werden können.
Beispielsweise sind für die Elemente Kohlenstoff (C) und Sauerstoff (O) nur zwei Kombinationen möglich:
- CO, wobei das Verhältnis von Kohlenstoff zu Sauerstoff 1: 1 beträgt.
- CO 2 , wobei das Verhältnis von Sauerstoff zu Kohlenstoff 2: 1 beträgt.
Anwendungen
Es wurde gezeigt, dass das Gesetz der Mehrfachverhältnisse bei einfachen Verbindungen genauer gilt. In ähnlicher Weise ist es äußerst nützlich, wenn es darum geht, das Verhältnis zu bestimmen, das erforderlich ist, um zwei Verbindungen zu kombinieren und durch eine chemische Reaktion eine oder mehrere zu bilden.
Dieses Gesetz weist jedoch große Fehler auf, wenn es auf Verbindungen angewendet wird, die keine stöchiometrische Beziehung zwischen ihren Elementen aufweisen.
Ebenso weist es aufgrund der Komplexität seiner Strukturen große Mängel bei der Verwendung von Polymeren und ähnlichen Substanzen auf.
Gelöste Übungen
Erste Übung
Der Massenprozentsatz von Wasserstoff in einem Wassermolekül beträgt 11,1%, während er in Wasserstoffperoxid 5,9% beträgt. Wie ist das Verhältnis von Wasserstoff jeweils?
Lösung
Im Wassermolekül ist das Wasserstoffverhältnis gleich O / H = 8/1. Im Peroxidmolekül ist es ein O / H = 16/1
Dies wird erklärt, weil die Beziehung zwischen beiden Elementen eng mit ihrer Masse verbunden ist, so dass im Fall von Wasser für jedes Molekül ein Verhältnis von 16: 2 oder ein Verhältnis von 8: 1 vorhanden wäre, wie dargestellt. Das heißt, 16 g Sauerstoff (ein Atom) pro 2 g Wasserstoff (2 Atome).
Zweite Übung
Das Stickstoffatom bildet mit Sauerstoff fünf Verbindungen, die unter normalen atmosphärischen Bedingungen (25 ° C, 1 atm) stabil sind. Diese Oxide haben die folgenden Formeln: N 2 O, NO, N 2 O 3 , N 2 O 4 und N 2 O 5 . Wie kann dieses Phänomen erklärt werden?
Lösung
Durch das Gesetz von mehreren Anteilen haben wir, dass Sauerstoff mit einem unveränderlichen Massenanteil davon (28 g) an Stickstoff bindet:
- In N 2 O beträgt das Verhältnis von Sauerstoff (16 g) zu Stickstoff ungefähr 1.
- In NO beträgt das Verhältnis von Sauerstoff (32 g) zu Stickstoff ungefähr 2.
- In N 2 O 3 beträgt das Verhältnis von Sauerstoff (48 g) zu Stickstoff ungefähr 3.
- In N 2 O 4 beträgt das Verhältnis von Sauerstoff (64 g) zu Stickstoff ungefähr 4.
- In N 2 O 5 beträgt das Verhältnis von Sauerstoff (80 g) zu Stickstoff ungefähr 5.
Dritte Übung
Sie haben ein paar Metalloxide, von denen eines 27,6% und das andere 30,0 Massen-% Sauerstoff enthält. Wenn die Strukturformel von Oxid Nummer eins als M 3 O 4 bestimmt wurde . Was wäre die Formel für Oxid Nummer zwei?
Lösung
In Oxid Nummer eins beträgt die Anwesenheit von Sauerstoff 27,6 von 100 Teilen. Daher wird die Metallmenge durch die Gesamtmenge abzüglich der Sauerstoffmenge dargestellt: 100-27,4 = 72, 4%.
Andererseits beträgt in Oxid Nummer zwei die Sauerstoffmenge 30%; das heißt 30 Teile pro 100. Somit wäre die Menge an Metall in diesem: 100-30 = 70%.
Es wird beobachtet, dass die Formel von Oxid Nummer eins M 3 O 4 ist ; Dies impliziert, dass 72,4% Metall drei Atomen des Metalls entsprechen, während 27,6% Sauerstoff vier Atomen Sauerstoff entsprechen.
Daher sind 70% des Metalls (M) = (3 / 72,4) × 70 Atome von M = 2,9 Atome von M. In ähnlicher Weise sind 30% Sauerstoff = (4 / 72,4) × 30 O-Atome = 4,4 M Atome.
Schließlich ist das Verhältnis oder Verhältnis von Metall zu Sauerstoff in Oxid Nummer zwei M: O = 2,9: 4,4; das heißt, es ist gleich 1: 1,5 oder, was gleich ist, 2: 3. Die Formel für das zweite Oxid wäre also M 2 O 3 .
Verweise
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