คำอธิบายกฎหมายเกี่ยวกับปริมาณสารสัมพันธ์ตัวอย่างและแบบฝึกหัด

กฎหมายปริมาณสารสัมพันธ์ อธิบายองค์ประกอบของสารต่าง ๆ ตามความสัมพันธ์ (ในมวล) ระหว่างแต่ละสปีชีส์ที่เข้าแทรกแซงปฏิกิริยา.

สสารที่มีอยู่ทั้งหมดนั้นเกิดขึ้นจากการรวมกันในสัดส่วนที่แตกต่างกันขององค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกันซึ่งประกอบเป็นตารางธาตุ สหภาพเหล่านี้อยู่ภายใต้กฎหมายบางอย่างของการรวมกันที่เรียกว่า "กฎของปริมาณสารสัมพันธ์" หรือ "กฎน้ำหนักทางเคมี".

หลักการเหล่านี้เป็นส่วนสำคัญของเคมีเชิงปริมาณเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสร้างสมดุลของสมการและการดำเนินงานที่สำคัญเช่นการกำหนดว่าน้ำยาใดที่จำเป็นต้องใช้ในการผลิตปฏิกิริยาเฉพาะหรือการคำนวณว่าต้องใช้น้ำยาทดสอบจำนวนเท่าใดเพื่อให้ได้ปริมาณผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ.

พวกเขาเป็นที่รู้จักกันอย่างแพร่หลายในสาขาเคมีของวิทยาศาสตร์ "สี่กฎ": กฎของการอนุรักษ์ของมวลกฎหมายของสัดส่วนที่กำหนดกฎหมายของสัดส่วนที่หลากหลายและกฎหมายของสัดส่วนซึ่งกันและกัน.

กฎ 4 ข้อของปริมาณสารสัมพันธ์

เมื่อคุณต้องการกำหนดวิธีการที่องค์ประกอบสองอย่างรวมกันผ่านปฏิกิริยาทางเคมีต้องคำนึงถึงกฎหมายสี่ข้อที่อธิบายไว้ด้านล่าง.

กฎการอนุรักษ์มวล (หรือ "กฎการอนุรักษ์สสาร")

มันขึ้นอยู่กับหลักการที่ว่าสสารไม่สามารถสร้างหรือทำลายได้นั่นคือมันสามารถเปลี่ยนได้เท่านั้น.

นี่หมายความว่าสำหรับระบบอะเดียแบติก (ที่ไม่มีมวลหรือการถ่ายโอนพลังงานจากหรือสู่สิ่งแวดล้อม) ปริมาณของสสารในปัจจุบันจะต้องคงที่ตลอดเวลา.

ยกตัวอย่างเช่นในการก่อตัวของน้ำจากก๊าซออกซิเจนและไฮโดรเจนจะสังเกตได้ว่ามีจำนวนโมลเท่ากันในแต่ละองค์ประกอบก่อนและหลังการทำปฏิกิริยา.

2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O (l)

การออกกำลังกาย:

P.- พิสูจน์ว่าปฏิกิริยาก่อนหน้านี้สอดคล้องกับกฎการอนุรักษ์มวล.

R.- อันดับแรกเรามีมวลโมเลกุลของสารตั้งต้น: เอช₂= 2 g, O₂= 32 g และ H₂O = 18 กรัม.

จากนั้นเพิ่มมวลของแต่ละองค์ประกอบในแต่ละด้านของปฏิกิริยา (สมดุล) ส่งผลให้: 2H₂+O₂ = (4 + 32) g = 36 กรัมที่ด้านข้างของสารตั้งต้นและ 2H₂O = 36 กรัมที่ด้านข้างของผลิตภัณฑ์ สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าสมการสอดคล้องกับกฎหมายดังกล่าว.

กฎของสัดส่วนที่กำหนด (หรือ "กฎสัดส่วนคงที่")

มันขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าสารเคมีแต่ละชนิดเกิดจากการรวมกันขององค์ประกอบที่เป็นองค์ประกอบในความสัมพันธ์ที่กำหนดหรือคงที่ซึ่งเป็นเอกลักษณ์ของแต่ละสารประกอบ.

ตัวอย่างของน้ำจะได้รับซึ่งมีองค์ประกอบบริสุทธิ์จะคงที่ 1 โมลของ O₂ (32g) และ 2 โมลของ H₂ (4G) หากใช้ตัวหารสามัญสูงสุดหนึ่งโมลของ H จะตอบสนอง₂ ทุก ๆ 8 โมลของ O₂ หรือเหมือนกันให้รวมกันในอัตราส่วน 1: 8.

การออกกำลังกาย:

P.- คุณมีกรดไฮโดรคลอริกหนึ่งโมล (HCl) และคุณต้องการรู้ว่าแต่ละองค์ประกอบของเปอร์เซ็นนั้นมีเปอร์เซ็นต์เท่าใด.

R.- มันเป็นที่รู้จักกันว่าอัตราส่วนการผูกขององค์ประกอบเหล่านี้ในสายพันธุ์นี้คือ 1: 1 และมวลโมลาร์ของสารอยู่ที่ประมาณ 36.45 กรัม ในทำนองเดียวกันเป็นที่ทราบกันว่ามวลโมลาร์ของคลอรีน 35.45 กรัมและไฮโดรเจน 1 กรัม.

ในการคำนวณองค์ประกอบร้อยละของแต่ละองค์ประกอบให้หารมวลโมลาร์ขององค์ประกอบ (คูณด้วยจำนวนโมลในหนึ่งโมลของสารประกอบ) ระหว่างมวลของสารประกอบและคูณผลลัพธ์นี้หนึ่งร้อย.

ดังนั้น:% H = [(1 × 1) g / 36.45g] x 100 = 2.74%

และ% Cl = [(1 × 35.45) g / 36.45g] x 100 = 97.26%

จากนี้จะอนุมานได้ว่าไม่ว่า HCl จะมาจากไหนในสภาพที่บริสุทธิ์มันจะประกอบด้วยไฮโดรเจน 2.74% และคลอรีน 97.26%.

กฎหลายสัดส่วน

ตามกฎนี้หากมีการรวมกันระหว่างสององค์ประกอบเพื่อสร้างมากกว่าหนึ่งสารประกอบจากนั้นมวลขององค์ประกอบหนึ่งรวมกับมวลคงที่ของอื่น ๆ รักษาความสัมพันธ์ที่ปรากฏผ่านจำนวนเต็มเล็กน้อย.

ตัวอย่างก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ซึ่งเป็นสารสองชนิดที่ประกอบขึ้นจากองค์ประกอบเดียวกัน แต่ในก๊าซไดออกไซด์นั้นมีความเกี่ยวข้องกับ O / C = 2: 1 (สำหรับแต่ละอะตอมของ C มีสอง O) และใน monoxide ความสัมพันธ์ของคุณคือ 1: 1.

การออกกำลังกาย:

P.- ออกไซด์ที่แตกต่างกันห้าแบบที่สามารถกำเนิดได้เสถียรโดยการรวมออกซิเจนและไนโตรเจน (N₂หรือไม่ก็ไม่มี₂O₃, ยังไม่มีข้อความ₂O₄ และไม่มี₂O₅).

R.- จะสังเกตได้ว่าออกซิเจนในแต่ละสารประกอบเพิ่มขึ้นและสัดส่วนไนโตรเจนคงที่ (28 กรัม) มีอัตราส่วน 16, 32 (16 × 2), 48 (16 × 3), 64 (16 × 4) ) และ 80 (16 × 5) กรัมของออกซิเจนตามลำดับ นั่นคือคุณมีอัตราส่วนอย่างง่ายคือ 1, 2, 3, 4 และ 5 ส่วน.

กฎของสัดส่วนซึ่งกันและกัน (หรือ "กฎของสัดส่วนที่เท่ากัน")

มันขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ระหว่างสัดส่วนที่องค์ประกอบรวมกันในสารประกอบที่แตกต่างกับองค์ประกอบที่แตกต่างกัน.

กล่าวอีกนัยหนึ่งถ้าสปีชีส์ A รวมสปีชีส์ B แต่ A รวมกับ C; มันเป็นสิ่งจำเป็นที่ถ้าองค์ประกอบ B และ C เข้าร่วมอัตราส่วนมวลของสิ่งเหล่านี้สอดคล้องกับมวลแต่ละเมื่อพวกเขาเข้าร่วมโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับมวลคงที่ขององค์ประกอบ.

การออกกำลังกาย:

P.- หากคุณมี 12 กรัมของ C และ 64 กรัมของ S ในรูปแบบ CS₂, ยังมี 12 กรัมของ C และ 32 กรัมของ O เพื่อกำเนิด CO₂ และในที่สุด 10 กรัมของ S และ 10 กรัมของ O เพื่อผลิตดังนั้น₂. สามารถแสดงหลักการของสัดส่วนที่เท่ากันได้อย่างไร?

R.- สัดส่วนของมวลของซัลเฟอร์และออกซิเจนร่วมกับมวลคาร์บอนที่กำหนดเท่ากับ 64:32 นั่นคือ 2: 1 จากนั้นสัดส่วนของกำมะถันและออกซิเจนคือ 10:10 เมื่อเข้าร่วมโดยตรงหรือซึ่งเป็นสิ่งเดียวกันคือ 1: 1 ดังนั้นความสัมพันธ์ทั้งสองจึงทวีคูณอย่างง่ายของแต่ละสายพันธุ์.

การอ้างอิง

1. วิกิพีเดีย ( N.d. ) ปริมาณสัมพันธ์ สืบค้นจาก en.wikipedia.org.
2. ช้างอาร์ (2550) เคมีรุ่นที่เก้า (McGraw-Hill).
3. Young, S.M. , Vining, W.J. , Day, R. , และ Botch, B. (2017) (เคมีทั่วไป: อะตอมก่อนดึงจาก books.google.co.th.
4. Szabadváry, F. (2016) ประวัติความเป็นมาของเคมีวิเคราะห์: ชุดของเอกสารในเคมีวิเคราะห์ ดึงมาจาก books.google.co.th.
5. Khanna, S.K. , Verma, N.K. และ Kapila, B. (2006) Excel กับคำถามเชิงวัตถุประสงค์ในวิชาเคมี ดึงมาจาก books.google.co.th.