倍数比率の法則の例題

JGI /トム・グリル/ゲッティイメージズ

これは、倍数比例の法則を使用した化学の問題の実用的な例です。

二 異なる化合物 元素炭素と酸素によって形成されます。最初 化合物 42.9% の炭素と 57.1% の酸素が含まれています。 2 番目の化合物は、27.3 質量% の炭素と 72.7 質量% の酸素を含んでいます。データが倍数比例の法則と一致していることを示します。

解決

の倍数比例の法則は、ダルトンの 3 番目の公準です。 原子論 .それは、 大衆 2 番目の要素の固定質量と結合する 1 つの要素の整数比です。

したがって、固定質量の炭素と結合する 2 つの化合物中の酸素の質量は、整数比でなければなりません。最初の化合物 100 グラム (計算を簡単にするために 100 を選択) には、57.1 グラムの酸素と 42.9 グラムの炭素があります。炭素 (C) 1 グラムあたりの酸素 (O) の質量は次のとおりです。

57.1 g O / 42.9 g C = g C あたり 1.33 g O

100 グラムの 2 番目の化合物には、72.7 グラムの酸素 (O) と 27.3 グラムの炭素 (C) が含まれています。炭素 1 グラムあたりの酸素の質量は次のとおりです。

72.7 g O / 27.3 g C = g C あたり 2.66 g O

2 番目の (値が大きい) 化合物の g C あたりの質量 O を割ると、次のようになります。

2.66 / 1.33 = 2

これは、炭素と結合する酸素の質量が 2:1 の比率であることを意味します。整数比は倍数比率の法則と一致します。

倍数比率の問題を解く

この例の問題の比率は正確に 2:1 でしたが、化学の問題である可能性が高く、実際のデータからは近い比率が得られますが、整数ではありません。比率が 2.1:0.9 のようになった場合は、最も近い整数に丸め、そこから作業することを知っているでしょう。 2.5:0.5 のような比率が得られた場合、その比率が間違っていることはほぼ確実です (または、実験データが著しく悪かった場合も同様です)。 2:1 または 3:2 の比率が最も一般的ですが、たとえば 7:5 やその他の珍しい組み合わせも可能です。

2 つ以上の元素を含む化合物を扱う場合も、法則は同じように機能します。計算を簡単にするために、100 グラムのサンプルを選択し (パーセンテージを扱うことになります)、最大質量を最小質量で割ります。これはそれほど重要ではありませんが、どの数値を使用してもかまいませんが、この種の問題を解決するためのパターンを確立するのに役立ちます。

比率は必ずしも明らかではありません。比率を認識するには練習が必要です。

現実の世界では、倍数比例の法則が常に成り立つとは限りません。原子間に形成される結合は、化学の 101 クラスで学ぶよりも複雑です。整数比が適用されない場合もあります。教室の設定では、整数を取得する必要がありますが、厄介な 0.5 を取得する時が来る可能性があることを忘れないでください (そして、それは正しいでしょう)。