Lei de múltiplas proporções

Qual é a lei de múltiplas proporções?

O Lei de múltiplas proporções Ele estabelece que, se dois elementos formam mais de um composto quando reagem entre si, a proporção das massas com as quais uma delas é combinada com uma massa fixa do outro, é igual a uma relação de pequenos números.

A declaração da lei pode parecer complexa se você não tiver um exemplo em questão. Considere, portanto, alguns biscoitos Oreos, compostos por duas tampas de chocolate e uma faixa de creme açucarado: T₂C (t = tampa e c = creme). Se quiséssemos inventar um biscoito mais robusto, adicionaríamos outra faixa de creme, para ter creme duplo (T₂C₂ ou tc).

Nas sobremesas, como cookies de Oreos, temos proporções que podem variar simplesmente para preparar outras versões deles. Fonte: Brokensphere, CC BY-SA 3.0 https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0 via Wikimedia Commons

Também poderíamos adicionar outro, para que o biscoito tenha três vezes mais creme do que um biscoito convencional (T₂C₃). E se colocarmos outra tampa de chocolate no meio das listras brancas (T₃C₂)? As opções são ilimitadas; Mas sempre adicionamos uma tampa ou unidade de creme. Não pensamos em metade da tampa (1/2 t), ou um quinto de creme (1/5 ° C), porque seria inapropriado.

Da mesma forma, isso acontece com os elementos químicos: seus átomos não se dividem para formar compostos. Portanto, as massas de T ou C entre seus compostos "sempre" um relacionamento simples.

Explicação

Proporções

A lei de múltiplas proporções, juntamente com a lei das proporções definidas, precedeu a estequiometria e as primeiras fórmulas químicas. Vamos esquecer os cookies, mas vamos manter seus símbolos: t e c. Através de experimentos, descobre -se que os elementos t e c formam vários compostos: t₂C, TC e T₂C₃.

Antes das fórmulas químicas, era impossível saber imediatamente que eram as proporções das massas de T e C em tais compostos. Teve que primeiro determiná -los. Em um composto, descobriu -se que a massa de T dobrou para a de C; Para dizer, 2 gramas de t são combinados com 1 grama de C.

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Então, no outro composto, as massas de T e C tiveram que ser correspondidas: 2 gramas de t agora são combinados com 2 gramas de C. Aqui surge a pergunta: e se T e C ainda puderem formar outro composto? Nesse caso, certamente seria formado com 2 gramas de t, mas desta vez eles seriam combinados com 3 gramas de C (1 grama + 1 grama + 1 grama).

Relacionamentos de massa simples

As proporções das massas com as quais T e C reagem permitem estabelecer suas fórmulas químicas: t₂C (2 gramas t: 1 grama C), TC (2 gramas t: 2 gramas c) e t₂C₃ (2 gramas t: 3 gramas c). Se queremos comparar as relações das massas T ou C nesses compostos, é necessário que uma de suas massas permaneça constante; Nesse caso, o de T: 2 gramas.

Portanto, determinaremos as proporções de massa de C nesses três compostos:

• T₂C: 1 grama c/2 gramas t
• TC: 2 gramas c/2 gramas t
• T₂C₃: 3 gramas c/2 gramas t

Teremos um relacionamento para a massa de C igual a 1: 2: 3. Isto é, há 2 vezes mais C em TC do que em t₂C e 3 vezes mais C em T₂C₃ do que em t₂C. Como pode ser visto, 1: 2: 3 são pequenos números inteiros (eles nem sequer excedem a dúzia).

Exemplos da lei de múltiplas proporções

Para os exemplos a seguir, as mesmas etapas anteriores serão aplicadas, mas levaremos em consideração as massas molares dos respectivos elementos, assumindo uma mole do composto.

COCO₂

Este exemplo explica de uma maneira simples como a lei de várias proporções funciona; No CO (monóxido de carbono), existem 1.333 gramas de oxigênio para cada grama de carbono. No dióxido de carbono (CO₂), existem 2.666 gramas de oxigênio para cada grama de carbono. Portanto, a proporção de oxigênio em ambos os compostos é 1: 2, um número inteiro pequeno.

H₂OH₂QUALQUER₂

A lei de múltiplas proporções se aplica ao par de H₂OH₂QUALQUER₂.

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Em um mol de H₂Ou 2 gramas de hidrogênio são combinados com 16 gramas de oxigênio. Enquanto isso, em um mol de H₂QUALQUER₂, 2 gramas de hidrogênio são combinados com 32 gramas de oxigênio. Para verificar se esta lei é cumprida, devemos definir a mesma massa para um dos elementos em ambos os compostos. Desta vez é hidrogênio: 2 gramas.

Proporções de massa para H₂Ou e h₂QUALQUER₂ são:

• H₂O: 16 gramas ou/2 gramas h
• H₂QUALQUER₂: 32 gramas ou/2 gramas h

A proporção da massa de O será 16:32. No entanto, podemos simplificá -lo dividindo por 16, ficando 1: 2. Novamente, o relacionamento final é composto de pequenos números inteiros.

SW₂-SW₃

Em um mol de So₂, 32 gramas de enxofre são combinados com 32 gramas de oxigênio. Enquanto isso, em um mol de So₃, 32 gramas de enxofre são combinados com 48 gramas de oxigênio. A massa de enxofre é a mesma para ambos os compostos, para que possamos comparar diretamente as proporções de oxigênio:

• SW₂: 32 gramas ou
• SW₃: 48 gramas ou

Sendo a proporção da massa de oxigênio entre ambos os compostos iguais a 32:48 ou 1: 1.5. Mas não estava lá que deveria haver números inteiros? Relacionamento 1: 1.5 (1/1.5) também pode ser escrito como 2: 3 (0.6) e novamente teremos pequenos números inteiros: 2 e 3.

Observe que também poderíamos ter escrito o relacionamento como 48:32 ou 1.5: 1, sendo o resultado 3: 2. A lei não muda, apenas a interpretação do relacionamento: existe 1.5 ou 3/2 vezes mais oxigênio no SO₃ isso no SO₂; o que é o mesmo para dizer que existem 2/3 ou 0.6 vezes menos oxigênio no SO₂ isso no SO₃.

NÃO NÃO₂-N₂SOBRE₂QUALQUER₃-N₂QUALQUER₅

A lei também pode ser aplicada para uma série de compostos. Considere óxidos de nitrogênio: não não₂-N₂SOBRE₂QUALQUER₃-N₂QUALQUER₅. Para avaliar esta lei neles, devemos definir uma massa de nitrogênio: 28 gramas. Porque? Porque não e não₂ Eles têm um átomo de nitrogênio menor que os outros óxidos:

• 2 (não): 28 gramas n/32 gramas ou
• 2 (não₂): 28 gramas n/64 gramas ou
• N₂O: 28 gramas n/ 16 gramas ou
• N₂QUALQUER₃: 28 gramas n/ 48 gramas ou
• N₂QUALQUER₅: 28 gramas n/ 80 gramas ou

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Vamos esquecer o nitrogênio e focar nos gramas de oxigênio:

• 2 (não): 32 gramas ou
• 2 (não₂): 64 gramas ou
• N₂O: 16 gramas ou
• N₂QUALQUER₃: 48 gramas ou
• N₂QUALQUER₅: 80 gramas ou

Sendo a proporção das massas ou iguais a 32: 64: 16: 48: 80. Para simplificá -lo, dividimos todos os seus números entre os menores, os 16, sendo 2: 4: 1: 3: 5.

Ou seja, existem: 2 vezes mais oxigênio no não do que no n₂Ou 4 vezes mais oxigênio no não₂ isso no n₂Ou 3 vezes mais oxigênio no n₂QUALQUER₃ isso no n₂Ou, e 5 vezes mais oxigênio no n₂QUALQUER₅ isso no n₂QUALQUER. Novamente, temos pequenos números inteiros, variando de 1 a 5.

Limitações

A lei de múltiplas proporções nem sempre é cumprida. Por exemplo, as massas molares ou pesos atômicos dos elementos não são figuras inteiras, mas têm muitos decimais. Isso modifica completamente os relacionamentos calculados, que deixam de ser simples.

Da mesma forma, a lei não é cumprida para compostos pesados, como alguns hidrocarbonetos. Por exemplo, o undecano, c_onzeH₂₄, tem 1.0083 ou 121/120 vezes mais hidrogênio que o reitor, c₁₀H₂₂, cujo relacionamento é composto por 121 e 120, que excedem a dúzia; Eles não são pequenos números inteiros.

E, finalmente, a lei falha com compostos não -estoquiométricos, como em muitos óxidos e sulfetos.

Conclusão

A lei de múltiplas proporções afirma que, quando dois elementos formam mais de um composto, as diferentes massas de um elemento que combinam com a mesma massa do outro elemento estão em uma proporção de um pequeno número.

Referências

1. Whitten, Davis, Peck e Stanley. (2008). Química. (8ª ed.). Cengage Learning.
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5. Garcia Nissa. (2020). Lei de Múltiplas Proporções: Definição e Exemplo. Estudar. Recuperado de: estudo.com