Wet van meerdere verhoudingen Voorbeeldprobleem

Dit is een uitgewerkt voorbeeld van een chemieprobleem dat de wet van meerdere verhoudingen gebruikt.

Twee verschillende verbindingen worden gevormd door de elementen koolstof en zuurstof. De eerste verbinding bevat 42,9 massaprocent koolstof en 57,1 massaprocent zuurstof. De tweede verbinding bevat 27,3 massaprocent koolstof en 72,7 massaprocent zuurstof. Laat zien dat de gegevens consistent zijn met de wet van meerdere verhoudingen.

Oplossing

De wet van meerdere verhoudingen is het derde postulaat van de atoomtheorie van Dalton. Het stelt dat de massa's van één element die combineren met een vaste massa van het tweede element in een verhouding van hele getallen zijn.

Daarom moeten de massa's zuurstof in de twee verbindingen die combineren met een vaste massa koolstof een geheel getalverhouding hebben. In 100 gram van de eerste verbinding (100 is gekozen om berekeningen te vergemakkelijken), zijn er 57,1 gram zuurstof en 42,9 gram koolstof. De massa zuurstof (O) per gram koolstof (C) is:

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

In de 100 gram van de tweede verbinding zit 72,7 gram zuurstof (O) en 27,3 gram koolstof (C). De massa zuurstof per gram koolstof is:

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

Het delen van de massa O per g C van de tweede (grotere waarde) verbinding:

2,66 / 1,33 = 2

Dit betekent dat de massa's zuurstof die combineren met koolstof een verhouding van 2: 1 hebben. De gehele getalverhouding is consistent met de wet van meerdere verhoudingen.

Problemen met meerdere verhoudingen oplossen

Hoewel de verhouding in dit voorbeeldprobleem precies 2: 1 bleek te zijn, is het waarschijnlijker dat chemieproblemen en echte gegevens je verhoudingen opleveren die dichtbij zijn, maar geen hele getallen. Als uw ratio uitkwam op 2,1: 0,9, dan zou u weten dat u naar het dichtstbijzijnde hele getal moet afronden en van daaruit moet werken. Als je een ratio van meer dan 2,5: 0,5 kreeg, dan zou je er vrij zeker van kunnen zijn dat de ratio fout was (of je experimentele gegevens waren spectaculair slecht, wat ook gebeurt). Hoewel verhoudingen van 2: 1 of 3: 2 het meest voorkomen, kunt u bijvoorbeeld 7: 5 krijgen of andere ongebruikelijke combinaties.

De wet werkt op dezelfde manier als u werkt met verbindingen die meer dan twee elementen bevatten. Om de berekening eenvoudig te maken, kiest u een monster van 100 gram (dus u hebt te maken met percentages) en deelt u de grootste massa door de kleinste massa. Dit is niet van cruciaal belang - je kunt met elk van de getallen werken - maar het helpt om een ​​patroon te creëren voor het oplossen van dit soort problemen.

De verhouding zal niet altijd duidelijk zijn. Er is oefening voor nodig om ratio's te herkennen.

In de echte wereld is de wet van meerdere verhoudingen niet altijd van toepassing. De bindingen gevormd tussen atomen zijn complexer dan waar je over leert in een chemie 101-klasse. Soms zijn hele getalverhoudingen niet van toepassing. In een klaslokaal moet je hele getallen krijgen, maar onthoud dat er een tijd kan komen dat je daar een vervelende 0,5 krijgt (en het zal correct zijn).