samo doświadczenie przeprowadzili z dwu różnymi
il.nl...... <>li>w ni: żółtym i czerwonym, to przekonalibyśmy się, że na
i il.i il«i.c ołowiu w tych dwu związkach liczby gramów tlenu pozostają do su-bii.- w stosunku 3 : 4.
Badając doświadczalnie stosunki wagowe tlenu i wodoru w wodzie
i nadtlenku wodoru stwierdzono, że na stałą liczbę gramów wodoru
w tych dwu związkach liczby gramów tlenu pozostają w stosunku 1 : 2.
Podpbną zależność stwierdzono we wszystkich przypadkach, gdy
dwa pierwiastki tworzą ze sobą dwa lub więcej związków chemicznych.
Zależność tę po raz pierwszy poznał J. Dalton i ujął ją w roku 1804
w prawo, zwane prawem stosunków wielokrotnych.
Brzmi ono: jeżeli dwa pierwiastki tworzą ze sobą dwa lub więcej związków chemicznych, to ilości wagowe jednego pierwiastka połączone z jedną i tą samą ilością wagową drugiego pierwiastka pozostają względem siebie w stosunku niewielkich liczb całkowitych.
A więc na przykład w wodzie na 1 g wodoru przypada 8 g tlenu, a w nadtlenku wodoru na 1 g wodoru przypada 16 g tlenu. Na stałą ilość wagową 1 g wodoru w drugim związku jest dwa razy więcej tlenu niż w pierwszym.
Na stałą ilość wodoru liczba gramów tlenu w nadtlenku wodoru jest wielokrotnością liczby gramów tlenu w wodzie (stąd nazwa tego prawa). Jak wytłumaczyć sobie taką prawidłowość ?
Dalton zastanawiał się, jak wyjaśnić prawo stosunków wielokrotnych i doszedł do wniosku, że wszystkie substancje składają się z atomów. Na tej podstawie podał swoją teorię atomistyczną (patrz str. 7). Wszystkie atomy jednego pierwiastka mają jednakową masę. Łączyć się ze sobą mogą tylko całe atomy: jeden z jednym, jeden z dwoma, jeden z trzema, dwa z trzema itp.
Niech w związku pierwszym (np. CO) na 1 atom pierwiastka A przypada 1 atom pierwiastka B, wtedy w drugim związku (np. CO2) na 1 atom A przypada inna liczba atomów B, np. 2 atomy B. Możemy to zapisać:
AB
AB„
cząsteczka I związku 1 atom 1 atom
cząsteczka II związku 1 atom 2 atomy
a więc na stałą liczbę atomów pierwiastka A liczba atomów pierwiastka B
jest w II związku dwa razy większa niż w I.
86
Jest rzeczą zrozumiałą, że masa pierwiastka B jest w związku II dwa razy większa niż w I.
Rozpatrzmy to na przykładzie dwu różnych tlenków węgla:
C O
tlenek węgla CO 1 at. 1 at.
12 j.w.'*) 16 j.w.
dwutlenek węgla CO2 1 at 2 at.
12 j.w. 32 j.w.
Na jednakową masę węgla = 12 jednostek wagowych w dwu tych związkach stosunek ilości wagowych tlenu wynosi 16 : 32 = 1 : 2. Taki sam jest stosunek liczby atomów tlenu w cząsteczkach tlenku węgla i dwutlenku węgla przypadających na 1 atom węgla.
Ciekawą ilustracją prawa stosunków wielokrotnych jest przykład tlenków azotu. Azot z tlenem tworzy pięć różnych tlenków. W związkach tych na 1 gram azotu przypadają różne ilości wagowe tlenu, ale ich stosunek wynosi 1:2:3:4:5, a więc wyraża się niewielkimi liczbami całkowitymi.
Na omówionych przykładach widzimy, jak doświadczenia przy użyciu wagi pozwoliły na ustalenie prawa chemicznego, które znów z kolei stało się podwaliną teorii atomistyczno-cząsteczkowej.
Pytania:
1. Oblicz na podstawie tabelki (str. 85), w jakim stosunku pozostają do siebie ilości wagowe miedzi przypadające na 0,2 g tlenu w czerwonym i czarnym tlenku miedzi.
2. Wyjaśnij prawo stosunków wielokrotnych na przykładzie dwu różnych chlorków żelaza: FeCL, FeCl3. Masy atomowe pierwiastków znajdziesz w tablicy na końcu książki.
3. Oblicz, ile gramów wodoru przypada na 4 g tlenu: a) w wodzie, b) w nadtlenku wodoru. W jakim stosunku pozostają do siebie te ilości wodoru ?
*) jednostek wagowych, np. gramów.
87