Secondo la legge delle proporzioni multiple se due elementi si combinano tra loro per dare più di un composto, le quantità in peso di uno, che si combinano con una quantità fissa dell’altro, stanno tra loro in rapporti esprimibili mediante numeri interi, generalmente piccoli.
All’inizio del XIX secolo il chimico inglese John Dalton elaborò una teoria atomica tenendo presenti le leggi fondamentali della chimica già elaborate da Lavoisier (Legge di conservazione della massa) e da Proust (Legge delle proporzioni definite).
Secondo tale teoria:
1) la materia è costituita da atomi anche se ora noi sappiamo che è costituita più frequentemente da molecole
2) gli atomi sono indivisibili e indistruttibili anche se successivamente si è riusciti a dividere l’atomo in particelle più piccole
3) gli atomi della stessa sostanza sono tutti uguali tra loro anche se ora noi conosciamo che esistono gli isotopi
4) le trasformazioni chimiche consistono nell’unione o nella separazione di atomi
La teoria atomica di Dalton costituì la base per l’elaborazione della legge delle proporzioni multiple che può essere così enunciata:
Esercizi svolti.
1) Le masse dell’ossigeno e del carbonio in due diversi composti sono rispettivamente:
57.1 g di ossigeno per 42.9 g di carbonio ( 1° composto)
72.7 g di ossigeno per 27.3 g di carbonio ( 2° composto)
Dimostrare che questi dati supportano la legge delle proporzioni multiple.
Per quanto attiene il primo composto valutiamo il rapporto tra le masse di ossigeno e carbonio:
57.1 g/ 42.9 g= 1.33
Questo risultato ci indica che in tale composto vi sono 1.33 grammi di ossigeno per ogni grammo di carbonio.
Per quanto attiene il secondo composto seguendo lo stesso ragionamento attuato per il primo si ha:
72.7 g/ 27.3 g = 2.66
Questo risultato ci indica che in tale composto vi sono 2.66 grammi di ossigeno per ogni grammo di carbonio.
Dividendo la massa di ossigeno per grammo di carbonio del secondo composto ( 2.66) per il valore più piccolo si ha:
2.66/1.33 = 2
Questo risultato oltre che confermare la Legge di Dalton ci indica che le masse di ossigeno che si combinano con la stessa massa di carbonio sono in rapporto di 2:1
2) Le masse dell’ossigeno e dell’idrogeno in due diversi composti sono rispettivamente:
16 g di ossigeno per 2 g di idrogeno ( 1° composto)
32 g di ossigeno per 2 g di carbonio ( 2° composto)
Dimostrare che questi dati supportano la legge delle proporzioni multiple.
Per quanto attiene il primo composto valutiamo il rapporto tra le masse di ossigeno e idrogeno:
16/2 = 8
Questo risultato ci indica che in tale composto vi sono 8 grammi di ossigeno per ogni grammo di idrogeno.
Per quanto attiene il secondo composto seguendo lo stesso ragionamento attuato per il primo si ha:
32/2 = 16
Questo risultato ci indica che in tale composto vi sono 16 grammi di ossigeno per ogni grammo di idrogeno.
Dividendo la massa di ossigeno per grammo di idrogeno del secondo composto (16) per il valore più piccolo si ha:
16/8 = 2
3) L’azoto si lega all’ossigeno in alcuni composti secondo i seguenti rapporti:
14 grammi di azoto per 16 grammi di ossigeno ( 1° composto)
14 grammi di azoto per 32grammi di ossigeno ( 2° composto)
28 grammi di azoto per 16 grammi di ossigeno ( 3° composto)
28 grammi di azoto per 80 grammi di ossigeno ( 4° composto)
Dimostrare che questi dati supportano la legge delle proporzioni multiple.
Per quanto attiene il primo composto valutiamo il rapporto tra la masse di azoto e ossigeno:
14/16 = 0.875 ciò significa che 0.875 g di azoto si combinano con un grammo di ossigeno
Operiamo nello stesso modo per gli altri composti:
secondo composto : 14/32 =0.4375
terzo composto : 28/16 = 1.75
quarto composto : 28/80 =0.350
dividiamo il numero più grande ( 1.75) per tutti gli altri:
1.75 / 0.875 = 2
1.75 / 0.4375 = 4
Nell’ultimo caso : 1.75 / 0.350 = 5