กฎหลายสัดส่วน: คำอธิบายการใช้งาน - เคมี - 2026

กฎสัดส่วนพหุคูณเป็นหนึ่งในหลักการของปริมาณสารสัมพันธ์และเป็นสูตรแรกใน 1803 โดยนักเคมีและนักคณิตศาสตร์จอห์นดาลตันที่จะนำเสนอคำอธิบายวิธีการที่องค์ประกอบทางเคมีรวมสารประกอบรูปแบบ .

ในกฎนี้แสดงให้เห็นว่าถ้าองค์ประกอบสององค์ประกอบรวมกันเพื่อสร้างสารประกอบทางเคมีมากกว่าหนึ่งชนิดสัดส่วนของมวลของธาตุหมายเลขสองเมื่อรวมเข้ากับมวลที่คงที่ของธาตุหมายเลขหนึ่งจะอยู่ในความสัมพันธ์จำนวนเต็มขนาดเล็ก

จอห์นดัลตัน

ด้วยวิธีนี้อาจกล่าวได้ว่าจากกฎของสัดส่วนที่แน่นอนซึ่งกำหนดโดย Proust กฎการอนุรักษ์มวลที่เสนอโดย Lavoisier และกฎของสัดส่วนที่แน่นอนความคิดเกี่ยวกับทฤษฎีอะตอมจึงมาถึง (เหตุการณ์สำคัญใน ประวัติเคมี) รวมถึงการกำหนดสูตรสำหรับสารประกอบทางเคมี

คำอธิบาย

การรวมสององค์ประกอบในสัดส่วนที่ต่างกันจะทำให้ได้สารประกอบเฉพาะที่มีลักษณะแตกต่างกันเสมอ

นี่ไม่ได้หมายความว่าองค์ประกอบสามารถเชื่อมโยงในความสัมพันธ์ใด ๆ ได้เนื่องจากการกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์ของพวกเขาจะต้องถูกนำมาพิจารณาเสมอเพื่อพิจารณาว่าลิงก์และโครงสร้างใดที่สามารถสร้างขึ้นได้

ตัวอย่างเช่นสำหรับธาตุคาร์บอน (C) และออกซิเจน (O) สามารถผสมได้เพียงสองแบบ:

- CO โดยที่อัตราส่วนของคาร์บอนต่อออกซิเจนคือ 1: 1

- CO ₂โดยที่อัตราส่วนของออกซิเจนต่อคาร์บอนคือ 2: 1

การประยุกต์ใช้งาน

แสดงให้เห็นกฎของสัดส่วนหลายอย่างเพื่อนำไปใช้อย่างแม่นยำมากขึ้นในสารประกอบอย่างง่าย ในทำนองเดียวกันมันมีประโยชน์อย่างมากในการกำหนดอัตราส่วนที่จำเป็นในการรวมสารประกอบสองชนิดเข้าด้วยกันและก่อตัวขึ้นจากปฏิกิริยาเคมี

อย่างไรก็ตามกฎหมายนี้แสดงข้อผิดพลาดที่มีขนาดใหญ่มากเมื่อนำไปใช้กับสารประกอบที่ไม่มีความสัมพันธ์แบบสโตอิชิโอเมตริกระหว่างองค์ประกอบ

ในทำนองเดียวกันมันแสดงให้เห็นข้อบกพร่องอย่างมากเมื่อต้องใช้โพลีเมอร์และสารที่คล้ายคลึงกันเนื่องจากความซับซ้อนของโครงสร้าง

แบบฝึกหัดที่แก้ไข

ออกกำลังกายครั้งแรก

เปอร์เซ็นต์มวลของไฮโดรเจนในโมเลกุลของน้ำเท่ากับ 11.1% ในขณะที่ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์มีค่า 5.9% อัตราส่วนของไฮโดรเจนในแต่ละกรณีคืออะไร?

สารละลาย

ในโมเลกุลของน้ำอัตราส่วนไฮโดรเจนจะเท่ากับ O / H = 8/1 ในโมเลกุลเปอร์ออกไซด์คือ O / H = 16/1

สิ่งนี้อธิบายได้เนื่องจากความสัมพันธ์ระหว่างองค์ประกอบทั้งสองมีความเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับมวลของพวกมันดังนั้นในกรณีของน้ำจะมีอัตราส่วน 16: 2 สำหรับแต่ละโมเลกุลหรือเท่ากับ 8: 1 ดังภาพประกอบ นั่นคือออกซิเจน 16 กรัม (หนึ่งอะตอม) สำหรับไฮโดรเจนทุกๆ 2 กรัม (2 อะตอม)

การออกกำลังกายครั้งที่สอง

อะตอมของไนโตรเจนก่อตัวเป็นสารประกอบ 5 ชนิดที่มีออกซิเจนซึ่งเสถียรภายใต้สภาวะบรรยากาศมาตรฐาน (25 ° C, 1 atm) ออกไซด์เหล่านี้มีสูตรต่อไปนี้: N ₂ O, NO, N ₂ O ₃ , N ₂ O ₄และ N ₂ O 5 ปรากฏการณ์นี้สามารถอธิบายได้อย่างไร?

สารละลาย

ตามกฎของสัดส่วนหลาย ๆ ตัวเรามีออกซิเจนที่จับกับไนโตรเจนด้วยสัดส่วนมวลคงที่ของสิ่งนี้ (28 กรัม):

- ใน N ₂ O อัตราส่วนของออกซิเจน (16 กรัม) ต่อไนโตรเจนจะอยู่ที่ประมาณ 1

- ใน NO อัตราส่วนของออกซิเจน (32 กรัม) ต่อไนโตรเจนจะอยู่ที่ประมาณ 2

- ใน N ₂ O ₃อัตราส่วนของออกซิเจน (48 กรัม) ต่อไนโตรเจนจะอยู่ที่ประมาณ 3

- ใน N ₂ O ₄อัตราส่วนของออกซิเจน (64 กรัม) ต่อไนโตรเจนจะอยู่ที่ประมาณ 4

- ใน N ₂ O ₅อัตราส่วนของออกซิเจน (80 กรัม) ต่อไนโตรเจนจะอยู่ที่ประมาณ 5

การออกกำลังกายครั้งที่สาม

คุณมีออกไซด์ของโลหะสองสามตัวซึ่งหนึ่งมี 27.6% และอีกตัวมี 30.0% โดยมวลของออกซิเจน ถ้าสูตรโครงสร้างของจำนวนออกไซด์หนึ่งมุ่งมั่นจะเป็น M ₃ O 4 อะไรคือสูตรสำหรับออกไซด์หมายเลขสอง?

สารละลาย

ในออกไซด์อันดับหนึ่งการมีอยู่ของออกซิเจนคือ 27.6 ส่วนจาก 100 ดังนั้นปริมาณโลหะจึงแสดงด้วยจำนวนทั้งหมดลบด้วยปริมาณออกซิเจน: 100-27.4 = 72, 4%.

ในทางกลับกันในออกไซด์หมายเลขสองปริมาณออกซิเจนเท่ากับ 30% นั่นคือ 30 ส่วนต่อ 100 ดังนั้นปริมาณโลหะในนี้จะเป็น: 100-30 = 70%

เป็นที่สังเกตว่าสูตรของออกไซด์หมายเลขหนึ่งคือ M ₃ O ₄ ; นี่หมายความว่า 72.4% ของโลหะมีค่าเท่ากับสามอะตอมของโลหะในขณะที่ออกซิเจน 27.6% เท่ากับออกซิเจนสี่อะตอม

ดังนั้น 70% ของโลหะ (M) = (3 / 72.4) x 70 อะตอมของ M = 2.9 อะตอมของ M ในทำนองเดียวกันออกซิเจน 30% = (4 / 72.4) x 30 O atoms = 4.4 M อะตอม

สุดท้ายอัตราส่วนหรืออัตราส่วนของโลหะต่อออกซิเจนในออกไซด์หมายเลขสองคือ M: O = 2.9: 4.4; นั่นคือมันเท่ากับ 1: 1.5 หรือซึ่งเท่ากับ 2: 3 ดังนั้นสูตรสำหรับออกไซด์สองจะเป็น M ₂ O 3

อ้างอิง

1. วิกิพีเดีย (2017) วิกิพีเดีย สืบค้นจาก en.wikipedia.org
2. Leicester, HM, Klickstein, HS (1952) A Source Book in Chemistry, 1400-1900 กู้คืนจาก books.google.co.th
3. Mascetta, JA (2546). เคมีด้วยวิธีง่ายๆ กู้คืนจาก books.google.co.th
4. Hein, M. , Arena, S. (2010). พื้นฐานของวิทยาลัยเคมีทางเลือก กู้คืนจาก books.google.co.th
5. คันนา, SK, Verma, NK, Kapila, B. (2549). Excel พร้อมคำถามเชิงวัตถุประสงค์ในวิชาเคมี กู้คืนจาก books.google.co.th