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C’est un exemple travaillé de 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. Montrez que les données sont cohérentes avec la loi des proportions multiples.
Solution
La loi des proportions multiples est le troisième postulat de la théorie atomique de Dalton. Elle stipule que les masses d’un élément qui se combinent avec une masse fixe du second 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 second 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 la 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 en nombre entier est conforme à la loi des proportions multiples.
Résoudre les problèmes de droit de la multiproportionnalité
Bien que le ratio 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 donneront des ratios proches, mais pas des chiffres entiers. Si votre rapport est de 2,1:0,9, vous savez qu’il faut arrondir au nombre entier le plus proche et travailler à partir de là. Si vous obtenez un ratio plus proche de 2,5:0,5, vous pouvez être pratiquement certain que le ratio est erroné (ou que vos données expérimentales sont spectaculairement mauvaises, ce qui arrive aussi). Si les ratios 2:1 ou 3:2 sont les plus courants, vous pourriez 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 simplifier le calcul, choisissez un échantillon de 100 grammes (vous avez donc affaire à des pourcentages), puis divisez la plus grande masse par la plus petite. Cela n’est pas très important – vous pouvez travailler avec n’importe lequel des nombres – mais cela permet d’établir un schéma pour résoudre ce type de problème.
Le ratio ne sera pas toujours évident. Il faut de la pratique pour reconnaître les ratios.
Dans le monde réel, la loi des multiples proportions ne tient pas toujours. Les liens formés entre les atomes sont plus complexes que ce que vous apprenez dans un cours de chimie 101. Parfois, les rapports entre les nombres entiers ne s’appliquent pas. Dans une classe, vous devez obtenir des nombres entiers, mais rappelez-vous qu’il peut arriver un moment où vous obtiendrez un 0,5 pesant (et il sera correct).
