กฎหมายปริมาณสารสัมพันธ์: คำอธิบายตัวอย่างและแบบฝึกหัด
กฎของปริมาณสารสัมพันธ์ อธิบายองค์ประกอบของสารต่าง ๆ ตามความสัมพันธ์ (ในมวล) ระหว่างแต่ละสปีชีส์ที่เข้าแทรกแซงปฏิกิริยา
สสารที่มีอยู่ทั้งหมดนั้นเกิดขึ้นจากการรวมกันในสัดส่วนที่แตกต่างกันขององค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกันซึ่งประกอบเป็นตารางธาตุ สหภาพเหล่านี้อยู่ภายใต้กฎหมายบางอย่างของการรวมกันที่เรียกว่า "กฎของปริมาณสารสัมพันธ์" หรือ "กฎน้ำหนักทางเคมี"
หลักการเหล่านี้เป็นส่วนสำคัญของเคมีเชิงปริมาณเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสร้างสมดุลของสมการและการดำเนินการที่สำคัญเช่นการกำหนดว่าน้ำยาใดที่จำเป็นในการสร้างปฏิกิริยาที่เฉพาะเจาะจงหรือการคำนวณว่าต้องใช้น้ำยาทดสอบจำนวนเท่าใด .
พวกเขาเป็นที่รู้จักกันอย่างกว้างขวางในสาขาเคมีของวิทยาศาสตร์ "สี่กฎหมาย": กฎของการอนุรักษ์ของมวลกฎหมายของสัดส่วนที่กำหนดกฎหมายของสัดส่วนหลายและกฎหมายของสัดส่วนซึ่งกันและกัน
กฎ 4 ข้อของปริมาณสารสัมพันธ์
เมื่อคุณต้องการกำหนดวิธีการที่องค์ประกอบสองอย่างรวมกันผ่านปฏิกิริยาทางเคมีต้องคำนึงถึงกฎหมายสี่ข้อที่อธิบายไว้ด้านล่าง
กฎการอนุรักษ์มวล (หรือ "กฎการอนุรักษ์สสาร")
มันขึ้นอยู่กับหลักการที่ว่าสสารไม่สามารถสร้างหรือทำลายได้นั่นคือมันสามารถเปลี่ยนได้เท่านั้น
ซึ่งหมายความว่าสำหรับระบบอะเดียแบติก (ที่ไม่มีมวลหรือการถ่ายโอนพลังงานจากหรือสู่สิ่งแวดล้อม) ปริมาณของสสารในปัจจุบันจะต้องคงที่ตลอดเวลา
ยกตัวอย่างเช่นในการก่อตัวของน้ำจากก๊าซออกซิเจนและไฮโดรเจนจะสังเกตได้ว่ามีจำนวนโมลเท่ากันในแต่ละองค์ประกอบก่อนและหลังปฏิกิริยาดังนั้นปริมาณของสสารทั้งหมดจะถูกสงวนไว้
2H 2 (g) + O 2 (g) → 2H 2 O (l)
การออกกำลังกาย:
P.- พิสูจน์ว่าปฏิกิริยาก่อนหน้านี้เป็นไปตามกฎหมายการอนุรักษ์ของมวล
R.- อันดับแรกเรามีมวลโมเลกุลของสารตั้งต้น: H 2 = 2 g, O 2 = 32 g และ H 2 O = 18 g
จากนั้นเพิ่มมวลของแต่ละองค์ประกอบในแต่ละด้านของปฏิกิริยา (สมดุล) ทำให้เกิด: 2H 2 + O 2 = (4 +32) g = 36 g ที่ด้านข้างของสารตั้งต้นและ 2H 2 O = 36 g บน ด้านข้างของผลิตภัณฑ์ สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าสมการสอดคล้องกับกฎหมายดังกล่าว
กฎของสัดส่วนที่กำหนด (หรือ "กฎสัดส่วนคงที่")
มันขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าสารเคมีแต่ละชนิดเกิดจากการรวมกันขององค์ประกอบที่เป็นองค์ประกอบในความสัมพันธ์ที่กำหนดหรือคงที่ซึ่งเป็นเอกลักษณ์ของแต่ละสารประกอบ
ตัวอย่างของน้ำจะได้รับซึ่งมีองค์ประกอบที่บริสุทธิ์จะคงที่ 1 โมลของ O 2 (32 กรัม) และ 2 โมลของ H 2 (4 กรัม) หากใช้ตัวหารร่วมสูงสุดจะมีโมล H 2 หนึ่ง ตอบสนองต่อทุก ๆ 8 โมลของ O 2 หรือซึ่งก็เหมือนกันรวมกันในอัตราส่วน 1: 8
การออกกำลังกาย:
ถาม - คุณมีกรดไฮโดรคลอริกหนึ่งโมล (HCl) และคุณต้องการรู้ว่าส่วนประกอบแต่ละส่วนของมันมีเปอร์เซ็นต์เท่าใด
อาร์ - เป็นที่รู้กันว่าอัตราส่วนการผูกพันขององค์ประกอบเหล่านี้ในสายพันธุ์นี้คือ 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%
จากนี้จะอนุมานว่าไม่ว่า HCl จะมาจากไหนในสภาพที่บริสุทธิ์มันก็จะประกอบด้วยไฮโดรเจน 2.74% และคลอรีน 97.26%
กฎหลายสัดส่วน
ตามกฎหมายนี้หากมีการรวมกันระหว่างสององค์ประกอบเพื่อสร้างมากกว่าหนึ่งสารประกอบจากนั้นมวลขององค์ประกอบหนึ่งรวมกับมวลคงที่ของอื่น ๆ รักษาความสัมพันธ์ที่ปรากฏผ่านจำนวนเต็มเล็กน้อย
ตัวอย่างก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และคาร์บอนมอนอกไซด์ซึ่งเป็นสารสองชนิดที่ประกอบขึ้นจากองค์ประกอบเดียวกัน แต่ในก๊าซไดออกไซด์นั้นมีความเกี่ยวข้องกับ O / C = 2: 1 (สำหรับแต่ละอะตอมของ C มีสอง O) และใน อัตราส่วนของมอนอกไซด์เท่ากับ 1: 1
การออกกำลังกาย:
ถาม - มีออกไซด์ที่แตกต่างกันห้าชนิดซึ่งสามารถกำเนิดได้เสถียรโดยการรวมออกซิเจนและไนโตรเจน (N 2 O, NO, N 2 O 3, N 2 O 4 และ N 2 O 5 )
อาร์ - เป็นที่สังเกตว่าออกซิเจนในแต่ละสารประกอบเพิ่มขึ้นและด้วยสัดส่วนคงที่ของไนโตรเจน (28 กรัม) มีอัตราส่วน 16, 32 (16 × 2), 48 (16 × 3), 64 ( 16 × 4) และ 80 (16 × 5) กรัมของออกซิเจนตามลำดับ นั่นคืออัตราส่วนง่าย ๆ คือ 1, 2, 3, 4 และ 5 ส่วน
กฎของสัดส่วนซึ่งกันและกัน (หรือ "กฎของสัดส่วนที่เท่ากัน")
มันขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ระหว่างสัดส่วนที่องค์ประกอบรวมกันในสารประกอบที่แตกต่างกับองค์ประกอบที่แตกต่างกัน
กล่าวอีกนัยหนึ่งถ้าสปีชีส์ A รวมสปีชีส์ B แต่ A รวมกับ C; มันเป็นสิ่งจำเป็นที่ถ้าองค์ประกอบ B และ C เข้าร่วมอัตราส่วนมวลของสิ่งเหล่านี้สอดคล้องกับมวลแต่ละเมื่อพวกเขาเข้าร่วมโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับมวลคงที่ขององค์ประกอบ A
การออกกำลังกาย:
Q. - ถ้าคุณมี 12g ของ C และ 64g ของ S ในรูปแบบ CS 2 คุณก็มี 12g ของ C และ 32g ของ O เพื่อสร้าง CO 2 และสุดท้ายคือ 10g ของ S และ 10g ของ O เพื่อสร้าง SO 2 สามารถแสดงหลักการของสัดส่วนที่เท่ากันได้อย่างไร
อาร์ - สัดส่วนของมวลของกำมะถันและออกซิเจนร่วมกับมวลคาร์บอนที่กำหนดเท่ากับ 64:32 นั่นคือ 2: 1 จากนั้นสัดส่วนของซัลเฟอร์และออกซิเจนคือ 10:10 เมื่อเข้าร่วมโดยตรงหรือซึ่งเท่ากับ 1: 1 ดังนั้นความสัมพันธ์ทั้งสองจึงเป็นทวีคูณอย่างง่ายของแต่ละสายพันธุ์
