قوانين القياس المتكافئ: الوصف والأمثلة والتمارين - كيمياء - 2025

و قوانين رياضيات الكيمياء تصف تكوين مواد مختلفة، استنادا إلى العلاقات (من الكتلة) بين كل الأنواع المعنية في رد الفعل.

تتشكل جميع المواد الموجودة من خلال الجمع ، بنسب مختلفة ، من العناصر الكيميائية المختلفة التي تشكل الجدول الدوري. تخضع هذه النقابات لقوانين معينة للجمع تُعرف بقوانين قياس العناصر المتكافئة أو قوانين الوزن في الكيمياء.

تعد هذه المبادئ جزءًا أساسيًا من الكيمياء الكمية ، حيث لا غنى عنها لموازنة المعادلات وللعمليات التي لا تقل أهمية عن تحديد المواد المتفاعلة اللازمة لإنتاج تفاعل معين أو حساب عدد هذه المواد المتفاعلة اللازمة للحصول على الكمية المتوقعة من المنتجات..

القوانين الأربعة معروفة على نطاق واسع في المجال الكيميائي للعلوم: قانون حفظ الكتلة ، وقانون النسب المحددة ، وقانون النسب المتعددة ، وقانون النسب المتبادلة.

القوانين الأربعة لقياس العناصر الكيميائية

عندما تريد تحديد كيفية اتحاد عنصرين من خلال تفاعل كيميائي ، يجب مراعاة القوانين الأربعة الموضحة أدناه.

قانون الحفاظ على الكتلة (أو "قانون الحفاظ على المادة")

إنه يقوم على مبدأ أن المادة لا يمكن إنشاؤها أو تدميرها ، أي أنه لا يمكن إلا أن تتحول.

هذا يعني أنه بالنسبة لنظام ثابت الحرارة (حيث لا يوجد نقل للكتلة أو الطاقة من أو إلى المناطق المحيطة) ، يجب أن تظل كمية المادة الموجودة ثابتة بمرور الوقت.

على سبيل المثال ، في تكوين الماء من الأكسجين الغازي والهيدروجين ، يُلاحظ وجود نفس عدد مولات كل عنصر قبل التفاعل وبعده ، وبالتالي يتم الحفاظ على الكمية الإجمالية للمادة.

2H ₂ (g) + O ₂ (g) → 2H ₂ O (l)

ممارسه الرياضه:

س: أظهر أن التفاعل السابق يتوافق مع قانون الحفاظ على الكتلة.

أ- أولاً ، لدينا الكتل المولية للمواد المتفاعلة: H ₂ = 2 جم ، O ₂ = 32 جم ، H ₂ O = 18 جم.

بعد ذلك ، أضف كتلة كل عنصر على كل جانب من جوانب التفاعل (متوازن) ، مما ينتج عنه: 2H ₂ + O ₂ = (4 + 32) g = 36 g على الجانب المتفاعل و 2H ₂ O = 36 g on جانب المنتجات. وبهذا فقد تبين أن المعادلة تتوافق مع القانون المذكور.

قانون النسب المحددة (أو "قانون النسب الثابتة")

يعتمد على حقيقة أن كل مادة كيميائية تتشكل من مجموعة العناصر المكونة لها في علاقات كتلة محددة أو ثابتة ، والتي تكون فريدة لكل مركب.

تم إعطاء مثال الماء ، الذي سيكون تركيبته في حالته النقية دائمًا 1 مول من O ₂ (32 جم) و 2 مول من H ₂ (4g). إذا تم تطبيق القاسم المشترك الأكبر ، فقد وجد أن مولًا واحدًا من H ₂ يتفاعل مع كل 8 مولات من O ₂ أو ، وهو نفس الشيء ، يتحدان بنسبة 1: 8.

ممارسه الرياضه:

س: لديك مول واحد من حمض الهيدروكلوريك (HCl) وتريد معرفة النسبة المئوية لكل من مكوناته.

أ- من المعروف أن نسبة اتحاد هذه العناصر في هذا النوع هي 1: 1. وتبلغ الكتلة المولية للمركب حوالي 36.45 جم. وبالمثل ، فإن الكتلة المولية للكلور معروفة بأنها 35.45 جم وكتلة الهيدروجين 1 جم.

لحساب النسبة المئوية لتركيب كل عنصر ، يتم قسمة الكتلة المولية للعنصر (مضروبة في عدد مولاته في مول واحد من المركب) على كتلة المركب وتضرب هذه النتيجة في مائة.

وبالتالي:٪ H = x 100 = 2.74٪

ص٪ Cl = x 100 = 97.26٪

يترتب على ذلك ، بغض النظر عن مصدر حمض الهيدروكلوريك ، أنه في حالته النقية سيتكون دائمًا من 2.74٪ هيدروجين و 97.26٪ كلور.

قانون النسب المتعددة

وفقًا لهذا القانون ، إذا كان هناك مزيج بين عنصرين لتوليد أكثر من مركب واحد ، فإن كتلة أحد العناصر تنضم إلى كتلة ثابتة من العنصر الآخر ، مما يحافظ على العلاقة التي تتجلى من خلال الأعداد الصحيحة الصغيرة.

يتم إعطاء ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون كأمثلة ، وهما مادتان مكونتان من نفس العناصر ، ولكن في ثاني أكسيد الكربون يرتبطان على أنهما O / C = 2: 1 (لكل ذرة C اثنان O) وفي أول أكسيد نسبته 1: 1.

ممارسه الرياضه:

س: هناك خمسة أكاسيد مختلفة يمكن إنتاجها بطريقة مستقرة من خلال الجمع بين الأكسجين والنيتروجين (N ₂ O ، NO ، N ₂ O ₃ ، N ₂ O ₄ و N ₂ O ₅).

أ- يلاحظ أن الأكسجين في كل مركب يتزايد ، وأنه مع وجود نسبة ثابتة من النيتروجين (28 جم) هناك نسبة 16 ، 32 (16 × 2) ، 48 (16 × 3) ، 64 (16 × 4) و 80 (16 × 5) جم من الأكسجين على التوالي ؛ أي أن لدينا نسبة بسيطة من 1 و 2 و 3 و 4 و 5 أجزاء.

قانون النسب المتبادلة (أو "قانون النسب المكافئة")

يعتمد على العلاقة بين النسب التي يتم فيها دمج العنصر في مركبات مختلفة مع عناصر مختلفة.

بمعنى آخر ، إذا انضم النوع A إلى النوع B ، لكن A أيضًا اندمج مع C ؛ ويترتب على ذلك أنه إذا اتحد العنصران B و C ، فإن نسبة كتلتهما تتوافق مع كتل كل منهما عندما يتحدان بشكل خاص مع كتلة ثابتة من العنصر A.

ممارسه الرياضه:

Q.- إذا كان لديك 12G من C و 64G من S لتشكيل CS ₂ ، لديك أيضا 12G من C و 32G من O لإنتاج CO ₂ و10G من S و10G من O لإنتاج SO أخيرا ₂. كيف يمكن توضيح مبدأ النسب المتكافئة؟

أ- نسبة كتل الكبريت والأكسجين في تركيبة مع كتلة محددة من الكربون تساوي 64:32 ، أي 2: 1. إذن ، نسبة الكبريت والأكسجين هي 10:10 عند الانضمام مباشرة أو ، ما هو نفسه ، 1: 1. إذن ، فالعلاقات هي مضاعفات بسيطة لكل نوع

المراجع

1. ويكيبيديا. (سادس). العناصر المتفاعلة. تعافى من en.wikipedia.org.
2. تشانغ ، ر. (2007). الكيمياء ، الطبعة التاسعة (ماكجرو هيل).
3. يونغ ، SM ، Vining ، WJ ، Day ، R. ، and Botch ، B. (2017). (الكيمياء العامة: الذرة أولاً. تم الاسترجاع من books.google.co.ve.
4. زابادفاري ، ف. (2016). تاريخ الكيمياء التحليلية: سلسلة الدراسات الدولية في الكيمياء التحليلية. تعافى من books.google.co.ve.
5. خانا ، إس كي ، فيرما ، إن كيه ، وكابيلا ، ب. (2006). التفوق مع الأسئلة الموضوعية في الكيمياء. تعافى من books.google.co.ve.