يعد قانون النسب المتعددة أحد مبادئ قياس العناصر الكيميائية وقد تمت صياغته لأول مرة في عام 1803 من قبل الكيميائي وعالم الرياضيات جون دالتون ، لتقديم شرح للطريقة التي تتحد بها العناصر الكيميائية لتكوين مركبات..
ينص هذا القانون على أنه إذا تم الجمع بين عنصرين لتوليد أكثر من مركب كيميائي واحد ، فإن نسبة كتل العنصر رقم اثنين عند التكامل مع كتلة ثابتة للعنصر رقم واحد ستكون في علاقات عدد صحيح صغير.
جون دالتون
بهذه الطريقة ، يمكن القول أنه من قانون النسب المحددة التي صاغها بروست ، وقانون الحفاظ على الكتلة الذي اقترحه لافوازييه وقانون النسب المحددة ، تم التوصل إلى فكرة النظرية الذرية (علامة فارقة في تاريخ الكيمياء) ، وكذلك صياغة الصيغ للمركبات الكيميائية.
تفسير
يؤدي ضم عنصرين بنسب مختلفة دائمًا إلى تكوين مركبات فريدة ذات خصائص مختلفة.
هذا لا يعني أنه يمكن ربط العناصر بأي علاقة ، حيث يجب دائمًا مراعاة تكوينها الإلكتروني لتحديد الروابط والهياكل التي يمكن تشكيلها.
على سبيل المثال ، بالنسبة إلى عنصري الكربون (C) والأكسجين (O) ، يمكن تركيب مجموعتين فقط:
- CO ، حيث تكون نسبة الكربون إلى الأكسجين 1: 1.
- CO 2 ، حيث بلغت نسبة من الأكسجين إلى الكربون هو 2: 1.
التطبيقات
ثبت أن قانون النسب المتعددة ينطبق بشكل أكثر دقة في المركبات البسيطة. وبالمثل ، فهو مفيد للغاية عندما يتعلق الأمر بتحديد النسبة المطلوبة لدمج مركبين وتشكيل واحد أو أكثر من خلال تفاعل كيميائي.
ومع ذلك ، فإن هذا القانون يعرض أخطاء كبيرة عند تطبيقه على المركبات التي لا تقدم علاقة متكافئة بين عناصرها.
وبالمثل ، فإنه يظهر عيوبًا كبيرة عندما يتعلق الأمر باستخدام البوليمرات والمواد المماثلة بسبب تعقيد هياكلها.
تمارين محلولة
التمرين الأول
تبلغ نسبة كتلة الهيدروجين في جزيء الماء 11.1٪ ، بينما في بيروكسيد الهيدروجين 5.9٪. ما هي نسبة الهيدروجين في كل حالة؟
المحلول
في جزيء الماء ، نسبة الهيدروجين تساوي O / H = 8/1. في جزيء البيروكسيد يكون O / H = 16/1
يتم تفسير ذلك لأن العلاقة بين كلا العنصرين مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بكتلتهما ، لذلك في حالة الماء ستكون هناك نسبة 16: 2 لكل جزيء ، أو ما يساوي 8: 1 ، كما هو موضح. أي 16 جم من الأكسجين (ذرة واحدة) لكل 2 جم من الهيدروجين (ذرتان).
التمرين الثاني
تشكل ذرة النيتروجين خمسة مركبات بالأكسجين مستقرة في ظل الظروف الجوية القياسية (25 درجة مئوية ، 1 ضغط جوي). تحتوي هذه الأكاسيد على الصيغ التالية: N 2 O و NO و N 2 O 3 و N 2 O 4 و N 2 O 5. كيف يمكن تفسير هذه الظاهرة؟
المحلول
عن طريق قانون النسب المتعددة ، لدينا أن الأكسجين يرتبط بالنيتروجين بنسبة كتلة ثابتة من هذا (28 جم):
- في N 2 O تكون نسبة الأكسجين (16 جم) إلى النيتروجين 1 تقريبًا.
- في NO ، نسبة الأكسجين (32 جم) إلى النيتروجين حوالي 2.
- في N 2 O 3 تكون نسبة الأكسجين (48 جم) إلى النيتروجين 3 تقريبًا.
- في N 2 O 4 تكون نسبة الأكسجين (64 جم) إلى النيتروجين 4 تقريبًا.
- في N 2 O 5 تكون نسبة الأكسجين (80 جم) إلى النيتروجين حوالي 5.
التمرين الثالث
لديك زوجان من أكاسيد الفلزات أحدهما يحتوي على 27.6٪ والآخر 30.0٪ من كتلة الأكسجين. إذا تم تحديد الصيغة البنائية للأكسيد رقم واحد لتكون M 3 O 4. ما هي صيغة الأكسيد رقم اثنين؟
المحلول
في أكسيد رقم واحد ، يكون وجود الأكسجين 27.6 جزءًا من 100. لذلك ، يتم تمثيل كمية المعدن بالكمية الإجمالية مطروحًا منها كمية الأكسجين: 100-27.4 = 72 ، 4٪.
من ناحية أخرى ، في الأكسيد الثاني ، كمية الأكسجين تساوي 30٪ ؛ أي 30 جزءًا لكل 100. وبالتالي ، فإن كمية المعدن في هذا ستكون: 100-30 = 70٪.
ويلاحظ أن معادلة أكسيد رقم واحد هي M 3 O 4 ؛ وهذا يعني أن 72.4٪ من المعدن تساوي ثلاث ذرات من المعدن ، بينما 27.6٪ من الأكسجين تساوي أربع ذرات من الأكسجين.
لذلك ، 70 ٪ من المعدن (M) = (3 / 72.4) × 70 ذرة من M = 2.9 ذرة من M. وبالمثل ، 30 ٪ من الأكسجين = (4 / 72.4) × 30 ذرات O = 4.4 ذرة M.
أخيرًا ، نسبة أو نسبة المعدن إلى الأكسجين في الأكسيد الثاني هي M: O = 2.9: 4.4 ؛ أي أنها تساوي 1: 1.5 أو 2: 3 مما يساوي. إذن ، صيغة الأكسيد الثاني هي M 2 O 3.
المراجع
- ويكيبيديا. (2017). ويكيبيديا. تعافى من en.wikipedia.org
- Leicester، HM، Klickstein، HS (1952) A Source Book in Chemistry، 1400-1900. تعافى من books.google.co.ve
- Mascetta ، JA (2003). الكيمياء الطريق السهل. تعافى من books.google.co.ve
- Hein، M.، Arena، S. (2010). أسس كلية الكيمياء ، بديل. تعافى من books.google.co.ve
- خانا ، SK ، Verma ، NK ، Kapila ، B. (2006). التفوق مع أسئلة موضوعية في الكيمياء. تعافى من books.google.co.ve