Gesetz der Mehrfachanteile Beispiel Problem

Dies ist ein gelungenes Beispiel für ein Chemieproblem, bei dem das Gesetz von mehreren Anteilen verwendet wird.

Zwei verschiedene Verbindungen werden durch die Elemente Kohlenstoff und Sauerstoff gebildet. Die erste Verbindung enthält 42,9 Massen-% Kohlenstoff und 57,1 Massen-% Sauerstoff. Die zweite Verbindung enthält 27,3 Massen-% Kohlenstoff und 72,7 Massen-% Sauerstoff. Zeigen Sie, dass die Daten im Einklang mit dem Gesetz von mehreren Anteilen sind.

Lösung

Das Gesetz multipler Proportionen ist das dritte Postulat der Daltonschen Atomtheorie. Sie besagt, dass die Massen eines Elements, die sich mit einer festen Masse des zweiten Elements verbinden, in einem Verhältnis von ganzen Zahlen stehen.

Daher sollten die Sauerstoffmassen in den beiden Verbindungen, die sich mit einer festen Kohlenstoffmasse verbinden, in einem ganzzahligen Verhältnis stehen. In 100 g der ersten Verbindung (100 wird gewählt, um die Berechnung zu vereinfachen) sind 57,1 g Sauerstoff und 42,9 g Kohlenstoff enthalten. Die Masse an Sauerstoff (O) pro Gramm Kohlenstoff (C) beträgt:

57,1 g O / 42,9 g C = 1,33 g O pro g C

In den 100 g der zweiten Verbindung sind 72,7 g Sauerstoff (O) und 27,3 g Kohlenstoff (C) enthalten. Die Sauerstoffmasse pro Gramm Kohlenstoff beträgt:

72,7 g O / 27,3 g C = 2,66 g O pro g C

Teilen der Masse O pro g C der zweiten (größeren) Verbindung:

2,66 / 1,33 = 2

Dies bedeutet, dass die Sauerstoffmassen, die sich mit Kohlenstoff verbinden, im Verhältnis 2: 1 stehen. Das Ganzzahlverhältnis steht im Einklang mit dem Gesetz der Mehrfachproportionen.

Lösung des Gesetzes von Problemen mit mehreren Proportionen

Während das Verhältnis in diesem Beispielproblem genau 2: 1 war, ist es wahrscheinlicher, dass Chemieprobleme und reale Daten Ihnen Verhältnisse liefern, die nahe beieinander liegen, aber keine ganzen Zahlen. Wenn Ihr Verhältnis 2,1: 0,9 ergibt, müssen Sie auf die nächste ganze Zahl runden und von dort aus arbeiten. Wenn Sie ein Verhältnis von mehr als 2,5: 0,5 hätten, könnten Sie ziemlich sicher sein, dass Sie das falsche Verhältnis hatten (oder Ihre experimentellen Daten waren spektakulär schlecht, was auch passiert). Während 2: 1- oder 3: 2-Verhältnisse am häufigsten vorkommen, können Sie beispielsweise 7: 5 oder andere ungewöhnliche Kombinationen erzielen.

Das Gesetz funktioniert genauso, wenn Sie mit Verbindungen arbeiten, die mehr als zwei Elemente enthalten. Um die Berechnung zu vereinfachen, wählen Sie eine 100-Gramm-Stichprobe (es handelt sich also um Prozentsätze) und dividieren Sie dann die größte Masse durch die kleinste Masse. Dies ist nicht kritisch wichtig - Sie können mit jeder der Zahlen arbeiten -, aber es hilft, ein Muster für die Lösung dieser Art von Problem zu erstellen.

Das Verhältnis wird nicht immer offensichtlich sein. Das Erkennen von Verhältnissen erfordert Übung.

In der realen Welt gilt das Gesetz von mehreren Anteilen nicht immer. Die Bindungen zwischen Atomen sind komplexer als das, was Sie in einem Chemiekurs lernen. Manchmal gelten keine ganzen Zahlenverhältnisse. In einem Klassenzimmer müssen Sie ganze Zahlen abrufen, aber denken Sie daran, dass es zu einer Zeit kommen kann, in der Sie eine nervige 0,5 erhalten (und dies wird korrekt sein)..