Legge della composizione costante | Cambiamento fisico e chimico

13.3 Legge della composizione costante (ESADW)

In qualsiasi composto chimico, gli elementi si combinano sempre nella stessa proporzione tra loro. Questa è la legge della composizione costante.

La legge della composizione costante dice che, in qualsiasi particolare composto chimico, tutti i campioni di quel composto saranno costituiti dagli stessi elementi nella stessa proporzione o rapporto. Per esempio, qualsiasi molecola d’acqua è sempre formata da due atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno in un rapporto $2:1$. Se guardiamo le masse relative dell’ossigeno e dell’idrogeno in una molecola d’acqua, vediamo che \(\94{94}}% della massa di una molecola d’acqua è rappresentata dall’ossigeno e il restante \(\6}}%) è la massa dell’idrogeno. Questa proporzione di massa sarà la stessa per qualsiasi molecola d’acqua.

Questo non significa che l’idrogeno e l’ossigeno si combinano sempre in un rapporto \2:1\ per formare $\testo{H}_{2}text{O}). Sono possibili proporzioni multiple. Per esempio, l’idrogeno e l’ossigeno possono combinarsi in proporzioni diverse per formare \(\testo{H}_{2}{O}_{2}) piuttosto che \(\testo{H}_{2}{O}}). In \(\testo{H}_{2}{O}_{2}), il rapporto \(\testo{H}:\testo{O}) è \(1:1$ e il rapporto di massa tra idrogeno e ossigeno è $1:16$. Questo sarà lo stesso per qualsiasi molecola di perossido di idrogeno.

Legge di composizione costante

Scopo

Per studiare il rapporto in cui i composti si combinano.

Apparato

(\testo{0,1}}) \(\testo{mol-dm$^{-3}$) nitrato d’argento (\(\testo{AgNO}_{3}))
(\testo{0,1}) \(\testo{mol-dm$^{-3}$) cloruro di sodio (\(\testo{NaCl}})
(\testo{0,1}) \(\testo{mol-dm$^{-3}$) nitrato di piombo (\testo{PbNO}_{3})
(\testo{0,1}) \(\testo{mol-dm$^{-3}$) ioduro di sodio (\(\testo{NaI}})
(\testo{0,1}) \(\testo{mol-dm$^{-3}$) cloruro di ferro (III) (\(\testo{FeCl}_{3})
(\testo{0,1}) \testo{mol-dm$^{-3}}}) idrossido di sodio (\(\testo{NaOH}})
9 provette grandi
3 propette

Metodo

Reazione 1: Preparare tre provette con \(\testo{5}) \(\testo{mL}), \(\testo{10}) \(\testo{mL}) e \(\testo{15}) \(\testo{mL}) di nitrato di argento rispettivamente. Usando una pipetta pulita aggiungi \(\testo{5}) \(\testo{mL}) di cloruro di sodio a ciascuno e osserva cosa succede.

Azione 2: Prepara tre provette rispettivamente con \(\testo{5}) \(\testo{mL}), \(\testo{10}) \(\testo{mL}) e \(\testo{15}) \(\testo{mL}) di nitrato di piombo. Usando una pipetta pulita aggiungi \(\testo{5}) \(\testo{mL}) di ioduro di sodio a ciascuno e osserva cosa succede. Scrivi un’equazione bilanciata per questa reazione.

Reazione 3: Prepara tre provette con \(\testo{5}) \(\testo{mL}), \(\testo{10}) \(\testo{mL}) e \(\testo{15}) \(\testo{mL}) di idrossido di sodio rispettivamente. Aggiungete \(\testo{5}) \(\testo{mL}) di cloruro di ferro(III) a ciascuno e osservate cosa succede.

Discussione e conclusione

A prescindere dalla quantità di reagenti aggiunti, si formano gli stessi prodotti, con la stessa composizione (cioè il precipitato osservato nelle reazioni). Tuttavia, se i reagenti non sono aggiunti nei rapporti corretti, ci saranno reagenti non reagiti che rimarranno nella soluzione finale, insieme ai prodotti formati.

Relazioni di volume nei gas (ESADX)

In una reazione chimica tra gas, i volumi relativi dei gas nella reazione sono presenti in un rapporto di piccoli numeri interi se tutti i gas sono alla stessa temperatura e pressione. Questa relazione è anche conosciuta come legge di Gay-Lussac.

Per esempio, nella reazione tra idrogeno e ossigeno per produrre acqua, due volumi di \(\testo{H}_{2}) reagiscono con 1 volume di \(\testo{O}_{2}) per produrre 2 volumi di \(\testo{H}_{2}{O}).

Nella reazione per produrre ammoniaca, un volume di azoto gassoso reagisce con tre volumi di idrogeno gassoso per produrre due volumi di ammoniaca gassosa.

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