LOI DES PROPORTIONS MULTIPLES: EXPLICATION, APPLICATIONS - CHIMIE - 2025

La loi des proportions multiples est l'un des principes de la stoechiométrie et a été formulée pour la première fois en 1803 par le chimiste et mathématicien John Dalton, pour offrir une explication de la manière dont les éléments chimiques se combinent pour former des composés..

Dans cette loi, il est exprimé que si deux éléments se combinent pour générer plus d'un composé chimique, la proportion des masses de l'élément numéro deux lors de l'intégration avec une masse invariable de l'élément numéro un sera dans des relations de petits nombres entiers.

John Dalton

De cette manière, on peut dire qu'à partir de la loi des proportions définies formulée par Proust, de la loi de conservation de la masse proposée par Lavoisier et de la loi des proportions définies, l'idée de théorie atomique est arrivée (un jalon dans le histoire de la chimie), ainsi que la formulation de formules pour les composés chimiques.

Explication

La jonction de deux éléments dans des proportions différentes donne toujours des composés uniques avec des caractéristiques différentes.

Cela ne signifie pas que les éléments peuvent être associés dans n'importe quelle relation, car leur configuration électronique doit toujours être prise en compte pour déterminer quels liens et structures peuvent être formés.

Par exemple, pour les éléments carbone (C) et oxygène (O), seules deux combinaisons sont possibles:

- CO, où le rapport carbone / oxygène est de 1: 1.

- CO ₂, où le rapport oxygène / carbone est de 2: 1.

Applications

Il a été démontré que la loi des proportions multiples s'applique plus précisément dans les composés simples. De même, il est extrêmement utile pour essayer de déterminer le rapport nécessaire pour combiner deux composés et en former un ou plusieurs par réaction chimique.

Cependant, cette loi présente des erreurs de grande ampleur lorsqu'elle est appliquée à des composés qui ne présentent pas de relation stoechiométrique entre leurs éléments.

De même, il présente de grands défauts lorsqu'il s'agit d'utiliser des polymères et des substances similaires en raison de la complexité de leurs structures.

Exercices résolus

Premier exercice

Le pourcentage massique d'hydrogène dans une molécule d'eau est de 11,1%, tandis que dans le peroxyde d'hydrogène, il est de 5,9%. Quel est le rapport d'hydrogène dans chaque cas?

Solution

Dans la molécule d'eau, le rapport hydrogène est égal à O / H = 8/1. Dans la molécule de peroxyde c'est un O / H = 16/1

Cela s'explique par le fait que la relation entre les deux éléments est étroitement liée à leur masse, donc dans le cas de l'eau, il y aurait un rapport de 16: 2 pour chaque molécule, ou ce qui est égal à 8: 1, comme illustré. Autrement dit, 16 g d'oxygène (un atome) pour 2 g d'hydrogène (2 atomes).

Deuxième exercice

L'atome d'azote forme cinq composés avec l'oxygène qui sont stables dans des conditions atmosphériques standard (25 ° C, 1 atm). Ces oxydes ont les formules suivantes: N ₂ O, NO, N ₂ O ₃, N ₂ O ₄ et N ₂ O ₅. Comment expliquer ce phénomène?

Solution

Au moyen de la loi des proportions multiples, nous avons que l'oxygène se lie à l'azote avec une proportion massique invariable de celui-ci (28 g):

- Dans le N ₂ O, le rapport oxygène (16 g) sur azote est d'environ 1.

- Dans le NO, le rapport oxygène (32 g) sur azote est d'environ 2.

- Dans N ₂ O _3, le rapport oxygène (48 g) sur azote est d'environ 3.

- Dans N ₂ O _4, le rapport oxygène (64 g) sur azote est d'environ 4.

- Dans N ₂ O ₅ le rapport oxygène (80 g) sur azote est d'environ 5.

Troisième exercice

Vous avez un couple d'oxydes métalliques dont l'un contient 27,6% et l'autre 30,0% en masse d'oxygène. Si la formule développée de l'oxyde numéro un était déterminée comme étant M ₃ O ₄. Quelle serait la formule de l'oxyde numéro deux?

Solution

Dans l'oxyde numéro un, la présence d'oxygène est de 27,6 parties sur 100. Par conséquent, la quantité de métal est représentée par la quantité totale moins la quantité d'oxygène: 100-27,4 = 72, 4%.

En revanche, dans l'oxyde numéro deux, la quantité d'oxygène est égale à 30%; c'est-à-dire 30 parties pour 100. Ainsi, la quantité de métal dans ceci serait: 100-30 = 70%.

On observe que la formule de l'oxyde numéro un est M ₃ O ₄; cela implique que 72,4% de métal est égal à trois atomes de métal, tandis que 27,6% d'oxygène est égal à quatre atomes d'oxygène.

Par conséquent, 70% du métal (M) = (3 / 72,4) x 70 atomes de M = 2,9 atomes de M. De même, 30% d'oxygène = (4 / 72,4) x 30 Atomes O = 4,4 M. atomes.

Enfin, le rapport ou rapport du métal à l'oxygène dans l'oxyde numéro deux est M: O = 2,9: 4,4; c'est-à-dire qu'il est égal à 1: 1,5 ou, ce qui est égal à 2: 3. La formule du second oxyde serait donc M ₂ O ₃.

Références

1. Wikipédia. (2017). Wikipédia. Récupéré de en.wikipedia.org
2. Leicester, HM, Klickstein, HS (1952) Un livre source en chimie, 1400-1900. Récupéré de books.google.co.ve
3. Mascetta, JA (2003). La chimie en toute simplicité. Récupéré de books.google.co.ve
4. Hein, M., Arena, S. (2010). Fondations de la chimie universitaire, suppléant. Récupéré de books.google.co.ve
5. Khanna, SK, Verma, NK, Kapila, B. (2006). Excel avec des questions objectives en chimie. Récupéré de books.google.co.ve