Lei de Explicação de Múltiplas Proporções, Aplicações e Exercícios Resolvidos
O lei de múltiplas proporções É um dos princípios da estequiometria e foi formulado pela primeira vez em 1803 pelo químico e matemático John Dalton, para oferecer uma explicação da maneira pela qual os elementos químicos se combinam para formar compostos.
Nesta lei, afirma-se que, se dois elementos se combinam para gerar mais de um composto químico, a proporção das massas do elemento número dois, quando integrada a uma massa invariável do elemento número um, estará em relações de inteiros pequenos.
Deste modo, pode-se dizer que, a partir da lei das proporções definida por Proust, a lei da conservação da massa proposta por Lavoisier e a lei das proporções definidas veio à ideia da teoria atómica (um marco na história da química), bem como à formulação de fórmulas para compostos químicos.
Índice
- 1 Explicação
- 2 aplicações
- 3 exercícios resolvidos
- 3.1 Primeiro exercício
- 3.2 Segundo exercício
- 3.3 Terceiro exercício
- 4 referências
Explicação
A união de dois elementos em diferentes proporções resulta sempre em compostos únicos com características diferentes.
Isso não significa que os elementos possam ser associados em qualquer relacionamento, uma vez que sua configuração eletrônica deve sempre ser levada em conta para determinar quais links e estruturas podem ser formados.
Por exemplo, para os elementos carbono (C) e oxigênio (O), apenas duas combinações são possíveis:
- CO, onde a relação entre carbono e oxigênio é 1: 1.
- CO2, onde a proporção de oxigênio para carbono é 2: 1.
Assim, a proporção de oxigênio no CO em relação ao oxigênio no CO2 É 1: 2. No caso da formação de água a partir de hidrogênio (H) e oxigênio (O) gasoso, pode ser ilustrado da seguinte forma:Aqui a relação de cada elemento é observada para formar uma quantidade equivalente a pequenos números inteiros de moléculas de água.
Aplicações
Foi demonstrado que a lei de múltiplas proporções é aplicada mais precisamente em compostos simples. Da mesma forma, é de enorme utilidade quando se trata de determinar a proporção necessária para combinar dois compostos e formar um ou mais através de uma reação química.
No entanto, esta lei tem grandes erros quando aplicada a compostos que não têm uma relação estequiométrica entre seus elementos.
Da mesma forma, mostra grandes falhas quando se trata de usar polímeros e substâncias similares devido à complexidade de suas estruturas.
Exercícios resolvidos
Primeiro exercício
A porcentagem de massa de hidrogênio em uma molécula de água é de 11,1%, enquanto que no peróxido de hidrogênio é de 5,9%. Qual é a razão para o hidrogênio em cada caso?
Solução
Na molécula de água, a relação de hidrogênio é igual a O / H = 8/1. Na molécula de peróxido está em O / H = 16/1
Isso é explicado porque a relação entre os dois elementos está intimamente ligada à sua massa, então, no caso da água, haveria uma proporção de 16: 2 para cada molécula, ou o que é igual a 8: 1, como ilustrado. Ou seja, 16 g de oxigênio (um átomo) para cada 2 g de hidrogênio (2 átomos).
Segundo exercício
O átomo de nitrogênio forma cinco compostos com oxigênio que são estáveis sob condições atmosféricas padrão (25 ° C, 1 atm). Estes óxidos têm as seguintes fórmulas: N2OU, NÃO, N2O3, N2O4 e N2O5. Como este fenômeno é explicado?
Solução
Por meio da lei de múltiplas proporções é necessário que o oxigênio se ligue ao nitrogênio com uma razão de massa invariável disto (28 g):
- No N2Ou a proporção de oxigênio (16 g) para nitrogênio é de aproximadamente 1.
- No NO, a proporção de oxigênio (32 g) em relação ao nitrogênio é de aproximadamente 2.
- No N2O3 a proporção de oxigênio (48 g) em relação ao nitrogênio é de aproximadamente 3.
- No N2O4 a proporção de oxigênio (64 g) em relação ao nitrogênio é de aproximadamente 4.
- No N2O5 a proporção de oxigênio (80 g) em relação ao nitrogênio é de aproximadamente 5.
Terceiro exercício
Há um par de óxidos metálicos dos quais um contém 27,6% e o outro tem 30,0% em massa de oxigênio. Se foi determinado que a fórmula estrutural do óxido número um é M3O4. Qual seria a fórmula para o óxido número dois?
Solução
No óxido número um, a presença de oxigênio é de 27,6 partes de cada 100. Portanto, a quantidade de metal é representada pela quantidade total menos a quantidade de oxigênio: 100-27,4 = 72, 4%
Por outro lado, no óxido número dois, a quantidade de oxigênio é igual a 30%; isto é, 30 partes por 100. Assim, a quantidade de metal seria: 100-30 = 70%.
Observa-se que a fórmula do óxido número um é M3O4; isto implica que 72,4% do metal é igual a três átomos do metal, enquanto 27,6% do oxigênio é igual a quatro átomos de oxigênio.
Portanto, 70% dos átomos de metal (M) = (3 / 72,4) x 70 M = 2,9 M. De forma semelhante, 30% de oxigênio = (4 / 72,4) x 30 O átomos = 4,4 M átomos.
Finalmente, a razão ou proporção do metal para o oxigênio no óxido número dois é M: O = 2,9: 4,4; isto é, é igual a 1: 1,5 ou, o que é o mesmo, 2: 3. Então a fórmula para o segundo óxido seria M2O3.
Referências
- Wikipédia. (2017). Wikipédia. Obtido em en.wikipedia.org
- Leicester, H.M., Klickstein, H.S. (1952) Um Livro Fonte em Química, 1400-1900. Recuperado de books.google.co.ve
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- Khanna, S.K., Verma, N.K., Kapila, B. (2006). Excel com perguntas objetivas em química. Recuperado de books.google.co.ve