กฎของความสัมพันธ์ระหว่างมิติ: คำอธิบายตัวอย่างและแบบฝึกหัด - เคมี - 2025

กฎหมายของปริมาณสารสัมพันธ์อธิบายองค์ประกอบของสารที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ (โดยมวล) ระหว่างแต่ละสายพันธุ์มีส่วนร่วมในการทำปฏิกิริยา

สสารที่มีอยู่ทั้งหมดเกิดจากการรวมกันในสัดส่วนที่แตกต่างกันขององค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกันซึ่งประกอบกันเป็นตารางธาตุ สหภาพแรงงานเหล่านี้อยู่ภายใต้กฎของการรวมกันบางอย่างที่เรียกว่ากฎของสโตอิชิเมตริกหรือกฎของน้ำหนักทางเคมี

หลักการเหล่านี้เป็นส่วนพื้นฐานของเคมีเชิงปริมาณซึ่งเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้สำหรับการสร้างสมการสมดุลและสำหรับการดำเนินการที่สำคัญพอ ๆ กับการพิจารณาว่าสารตั้งต้นใดที่จำเป็นในการสร้างปฏิกิริยาเฉพาะหรือการคำนวณว่าต้องใช้สารตั้งต้นเหล่านี้จำนวนเท่าใดเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ในปริมาณที่คาดหวัง .

กฎทั้งสี่เป็นที่รู้จักกันอย่างแพร่หลายในสาขาวิทยาศาสตร์เคมี: กฎการอนุรักษ์มวล, กฎของสัดส่วนที่แน่นอน, กฎของสัดส่วนที่หลากหลายและกฎของสัดส่วนซึ่งกันและกัน

กฎ 4 ข้อของ Stoichiometry

เมื่อคุณต้องการตรวจสอบว่าองค์ประกอบทั้งสองรวมกันอย่างไรผ่านปฏิกิริยาทางเคมีต้องนำกฎหมายทั้งสี่ที่อธิบายไว้ด้านล่างมาพิจารณา

กฎการอนุรักษ์มวล (หรือ "กฎแห่งการอนุรักษ์สสาร")

มันขึ้นอยู่กับหลักการที่ว่าสสารไม่สามารถสร้างหรือทำลายได้นั่นคือมันสามารถเปลี่ยนรูปได้เท่านั้น

ซึ่งหมายความว่าสำหรับระบบอะเดียแบติก (ที่ไม่มีการถ่ายเทมวลหรือพลังงานจากหรือไปยังสิ่งรอบข้าง) ปริมาณของสสารจะต้องคงที่ตลอดเวลา

ตัวอย่างเช่นในการก่อตัวของน้ำจากก๊าซออกซิเจนและไฮโดรเจนจะสังเกตได้ว่ามีจำนวนโมลของแต่ละองค์ประกอบเท่ากันก่อนและหลังปฏิกิริยาดังนั้นปริมาณทั้งหมดจึงถูกอนุรักษ์ไว้

2H ₂ (g) + O ₂ (g) → 2H ₂ O (l)

การออกกำลังกาย:

ถาม -แสดงว่าปฏิกิริยาก่อนหน้านี้สอดคล้องกับกฎการอนุรักษ์มวล

A. -อันดับแรกเรามีมวลโมลาร์ของสารตั้งต้น: H ₂ = 2 g, O ₂ = 32 g และ H ₂ O = 18 g

จากนั้นเพิ่มมวลของแต่ละองค์ประกอบในแต่ละด้านของปฏิกิริยา (สมดุล) ส่งผลให้: 2H ₂ + O ₂ = (4 + 32) g = 36 g ที่ด้านของสารตั้งต้นและ 2H ₂ O = 36 g บน ด้านผลิตภัณฑ์ ดังนั้นจึงแสดงให้เห็นว่าสมการเป็นไปตามกฎหมายดังกล่าว

กฎของสัดส่วนที่แน่นอน (หรือ "กฎของสัดส่วนคงที่")

มันขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าสารเคมีแต่ละชนิดเกิดขึ้นจากการรวมกันขององค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบในความสัมพันธ์ของมวลที่กำหนดหรือคงที่ซึ่งมีลักษณะเฉพาะสำหรับแต่ละสารประกอบ

ตัวอย่างของน้ำจะได้รับซึ่งองค์ประกอบในสถานะบริสุทธิ์จะเป็น 1 โมลของ O ₂ (32g) และ 2 โมลของ H ₂ (4g) อย่างสม่ำเสมอ หากนำตัวหารร่วมที่ยิ่งใหญ่ที่สุดมาใช้จะพบว่าหนึ่งโมลของ H ₂ทำปฏิกิริยากับทุกๆ 8 โมลของ O ₂หรือซึ่งเท่ากันพวกมันจะรวมกันในอัตราส่วน 1: 8

การออกกำลังกาย:

ถาม -คุณมีกรดไฮโดรคลอริก (HCl) หนึ่งโมลและต้องการทราบว่าส่วนประกอบแต่ละส่วนอยู่ในสัดส่วนเท่าใด

ตอบ -เป็นที่ทราบกันดีว่าอัตราส่วนการรวมกันขององค์ประกอบเหล่านี้ในสายพันธุ์นี้คือ 1: 1 และมวลโมลาร์ของสารประกอบประมาณ 36.45 ก. ในทำนองเดียวกันมวลโมลาร์ของคลอรีนเป็น 35.45 กรัมและไฮโดรเจนคือ 1 กรัม

ในการคำนวณเปอร์เซ็นต์องค์ประกอบของแต่ละองค์ประกอบมวลโมลาร์ขององค์ประกอบ (คูณด้วยจำนวนโมลในหนึ่งโมลของสารประกอบ) หารด้วยมวลของสารประกอบและผลลัพธ์นี้จะคูณด้วยหนึ่งร้อย

ดังนั้น:% H = x 100 = 2.74%

y% Cl = x 100 = 97.26%

จากนี้จะเป็นไปตามนั้นไม่ว่า HCl จะมาจากไหนในสภาพบริสุทธิ์ก็จะประกอบด้วยไฮโดรเจน 2.74% และคลอรีน 97.26%

กฎหลายสัดส่วน

ตามกฎหมายนี้หากมีการรวมกันระหว่างสององค์ประกอบเพื่อสร้างสารประกอบมากกว่าหนึ่งชนิดมวลขององค์ประกอบหนึ่งจะรวมเข้ากับมวลที่คงที่ของอีกองค์ประกอบหนึ่งโดยรักษาความสัมพันธ์ที่แสดงออกผ่านจำนวนเต็มขนาดเล็ก

ตัวอย่างเช่นคาร์บอนไดออกไซด์และคาร์บอนมอนอกไซด์ซึ่งเป็นสารสองชนิดที่ประกอบด้วยองค์ประกอบเดียวกัน แต่ในไดออกไซด์มีความสัมพันธ์กันเป็น O / C = 2: 1 (สำหรับอะตอม C แต่ละตัวจะมี O สองตัว) และใน มอนอกไซด์อัตราส่วนคือ 1: 1

การออกกำลังกาย:

ถาม -มีออกไซด์ห้าชนิดที่สามารถผลิตได้ด้วยวิธีที่เสถียรโดยการรวมออกซิเจนและไนโตรเจน (N ₂ O, NO, N ₂ O ₃ , N ₂ O ₄และ N ₂ O ₅ )

A.-เป็นที่สังเกตว่าออกซิเจนในแต่ละสารประกอบเพิ่มขึ้นและด้วยไนโตรเจนในสัดส่วนที่คงที่ (28 กรัม) จะมีอัตราส่วน 16, 32 (16 × 2), 48 (16 × 3), 64 ( 16 × 4) และ 80 (16 × 5) กรัมของออกซิเจนตามลำดับ; นั่นคือเรามีอัตราส่วนง่ายๆคือ 1, 2, 3, 4 และ 5 ส่วน

กฎของสัดส่วนซึ่งกันและกัน (หรือ "กฎของสัดส่วนที่เท่ากัน")

มันขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ระหว่างสัดส่วนที่องค์ประกอบรวมกันในสารประกอบต่าง ๆ ที่มีองค์ประกอบต่างกัน

กล่าวอีกนัยหนึ่งถ้าสายพันธุ์ A เข้าร่วมกับสายพันธุ์ B แต่ A จะรวมกับ C ด้วย ตามมาว่าถ้าองค์ประกอบ B และ C รวมกันอัตราส่วนมวลของมันจะสอดคล้องกับมวลของแต่ละองค์ประกอบเมื่อพวกมันรวมกันโดยเฉพาะกับมวลคงที่ของธาตุ A

การออกกำลังกาย:

Q.-ถ้าคุณมี 12g ของซีและ 64G ของ S ในรูปแบบ CS ₂คุณยังมี 12g ของซีและ 32g ของ O การผลิตCO ₂และในที่สุดก็ 10g ของ S และ 10g ของ O การผลิต SO 2 จะแสดงหลักการของสัดส่วนที่เท่ากันได้อย่างไร?

A.-สัดส่วนของมวลกำมะถันและออกซิเจนเมื่อรวมกับมวลคาร์บอนที่กำหนดไว้เท่ากับ 64:32 นั่นคือ 2: 1 ดังนั้นอัตราส่วนของกำมะถันและออกซิเจนคือ 10:10 เมื่อเข้าร่วมโดยตรงหรือเท่ากันคือ 1: 1 ดังนั้นความสัมพันธ์ทั้งสองจึงเป็นทวีคูณอย่างง่ายของแต่ละสายพันธุ์

อ้างอิง

1. วิกิพีเดีย (เอสเอฟ) ปริมาณสัมพันธ์ สืบค้นจาก en.wikipedia.org.
2. ช้าง, ร. (2550). เคมีรุ่นที่เก้า (McGraw-Hill)
3. Young, SM, Vining, WJ, Day, R. , และ Botch, B. (2017). (เคมีทั่วไป: Atoms First ดึงมาจาก books.google.co.ve.
4. Szabadváry, F. (2016). ประวัติศาสตร์เคมีวิเคราะห์: ซีรีส์สากลของ Monographs ในเคมีวิเคราะห์ กู้คืนจาก books.google.co.th
5. Khanna, SK, Verma, NK และ Kapila, B. (2006). Excel พร้อมคำถามวัตถุประสงค์ทางเคมี กู้คืนจาก books.google.co.th