Exemple de loi des proportions multiples

Ceci est un exemple concret d'un problème de chimie utilisant la loi des proportions multiples.

Deux composés différents sont formés par les éléments carbone et oxygène. Le premier composé contient 42,9% en masse de carbone et 57,1% en masse d'oxygène. Le deuxième composé contient 27,3% en masse de carbone et 72,7% en masse d'oxygène. Montrer que les données sont conformes à la loi des proportions multiples.

Solution

La loi des proportions multiples est le troisième postulat de la théorie atomique de Dalton. Il déclare que les masses d'un élément qui se combinent avec une masse fixe du deuxième élément sont dans un rapport de nombres entiers.

Par conséquent, les masses d'oxygène dans les deux composés qui se combinent avec une masse fixe de carbone devraient être dans un rapport de nombre entier. Dans 100 grammes du premier composé (100 est choisi pour faciliter les calculs), il y a 57,1 grammes d'oxygène et 42,9 grammes de carbone. La masse d'oxygène (O) par gramme de carbone (C) est:

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

Dans les 100 grammes du deuxième composé, il y a 72,7 grammes d'oxygène (O) et 27,3 grammes de carbone (C). La masse d'oxygène par gramme de carbone est:

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

Division de la masse O par g C du deuxième composé (valeur plus élevée):

2,66 / 1,33 = 2

Cela signifie que les masses d'oxygène qui se combinent avec le carbone sont dans un rapport de 2: 1. Le rapport du nombre entier est conforme à la loi des proportions multiples.

Résolution de problèmes de proportions multiples

Bien que le rapport dans cet exemple de problème se soit avéré être exactement de 2: 1, il est plus probable que les problèmes de chimie et les données réelles vous donnent des ratios proches, mais pas des nombres entiers. Si votre ratio était de 2,1: 0,9, vous sauriez arrondir au nombre entier le plus proche et travailler à partir de là. Si vous obtenez un rapport plus proche de 2,5: 0,5, vous pouvez être certain que le rapport est incorrect (ou vos données expérimentales sont spectaculairement mauvaises, ce qui se produit également). Bien que les rapports 2: 1 ou 3: 2 soient les plus courants, vous pouvez obtenir 7: 5, par exemple, ou d'autres combinaisons inhabituelles.

La loi fonctionne de la même manière lorsque vous travaillez avec des composés contenant plus de deux éléments. Pour rendre le calcul simple, choisissez un échantillon de 100 grammes (donc vous avez affaire à des pourcentages), puis divisez la plus grande masse par la plus petite masse. Ce n'est pas d'une importance cruciale - vous pouvez travailler avec n'importe quel nombre - mais cela aide à établir un modèle pour résoudre ce type de problème.

Le rapport ne sera pas toujours évident. Il faut de la pratique pour reconnaître les ratios.

Dans le monde réel, la loi des proportions multiples ne tient pas toujours. Les liaisons formées entre les atomes sont plus complexes que ce que vous apprenez dans une classe de chimie 101. Parfois, les ratios des nombres entiers ne s'appliquent pas. Dans une salle de classe, vous devez obtenir des nombres entiers, mais rappelez-vous qu'il peut arriver un moment où vous obtiendrez un 0,5 embêtant (et ce sera correct).