ЗАКОН РИТЧТЕРА-ВЕНЦЕЛЯ: ИСТОРИИ, УТВЕРЖДЕНИЯ И ПРИМЕРЫ - ХИМИЯ - 2025

Закон Ритчтера-Венцеля или обратных пропорций - это закон, который гласит, что массовые пропорции между двумя соединениями позволяют нам определить массовые пропорции третьего соединения. Это один из законов стехиометрии вместе с законом Лавуазье (закон сохранения массы); Закон Пруста (закон определенных пропорций); и закон Дальтона (закон множественных пропорций).

Ритчер изложил свой закон в 1792 году в книге, в которой были определены основы стехиометрии, основанной на исследовательских работах Карла Ф. Венцеля, который в 1777 году опубликовал первую таблицу эквивалентности для кислот и оснований.

Треугольник взаимности. Источник: Габриэль Боливар

Простой способ визуализировать это - использовать «треугольник взаимности» (изображение выше). Зная массы A, C и B, которые смешиваются с образованием соединений AC и AB, можно определить, сколько C и B смешиваются или реагируют с образованием соединения CB.

В соединениях AC и AB элемент A присутствует в обоих, поэтому разделив их массовые пропорции, можно узнать, сколько C реагирует с B.

История и общие положения закона взаимных пропорций

Рихтер обнаружил, что массовое соотношение соединений, потребляемых в химической реакции, всегда одинаково.

В связи с этим Ритчер обнаружил, что 615 частей по весу магнезии (MgO) требуется, например, для нейтрализации 1000 частей по весу серной кислоты.

Между 1792 и 1794 годами Ритчер опубликовал трехтомное резюме, содержащее свою работу по закону определенных пропорций. Реферат посвящен стехиометрии, определяя ее как искусство химических измерений.

Отмечая, кроме того, что стехиометрия имеет дело с законами, согласно которым вещества объединяются с образованием соединений. Однако исследовательские работы Рихтера подверглись критике за использованную им математическую трактовку, даже указав на то, что он скорректировал свои результаты.

В 1802 году Эрнст Готфрид Фишер опубликовал первую таблицу химических эквивалентов, в которой использовалась серная кислота с цифрой 1000; аналогично значению, найденному Рихтером для нейтрализации серной кислоты магнезией.

Однако было отмечено, что Рихтер построил таблицу весов комбинаций, которая показывала скорость, с которой реагирует ряд соединений. Например, утверждается, что 859 частей NaOH нейтрализуют 712 частей HNO ₃ .

Заявления и последствия

Закон Рихтера-Венцеля формулируется следующим образом: массы двух разных элементов, которые объединяются с одинаковым количеством третьего элемента, имеют такое же соотношение, как и массы этих элементов, когда они объединяются друг с другом.

Этот закон позволил установить эквивалентный вес, или весовой эквивалент-грамм, как количество элемента или соединения, которое будет реагировать с фиксированным количеством эталонного вещества.

Рихтер назвал веса комбинаций относительно весов элементов, которые объединяются с каждым граммом водорода. Относительные веса комбинаций по Рихтеру соответствуют тому, что в настоящее время известно как эквивалентный вес элементов или соединений.

В соответствии с предыдущим подходом закон Рихтера-Венцеля можно сформулировать следующим образом:

Веса комбинации различных элементов, которые комбинируются с данным весом данного элемента, представляют собой относительные веса комбинации этих элементов, когда они объединены друг с другом, или кратные или подмножества этих количественных отношений.

Примеры

Хлорид кальция

В оксиде кальция (CaO) 40 г кальция соединяются с 16 г кислорода (O). Между тем, в хлорноватистой окиси (Cl ₂ O) 71 г хлора объединяется с 16 г кислорода. Какое соединение образовал бы кальций в сочетании с хлором?

Используя треугольник взаимности, кислород является общим элементом для этих двух соединений. Сначала определяются массовые пропорции двух оксигенатов:

40 г Ca / 16 г O = 5 г Ca / 2 г O

71 г Cl / 16 г O

А теперь, разделив две массовые доли CaO и Cl ₂ O, мы получим:

(5 г Ca / 2 г O) / (71 г Cl / 16 г O) = 80 г Ca / 142 г Cl = 40 г Ca / 71 г Cl

Обратите внимание, что закон массовых соотношений выполняется: 40 г кальция вступают в реакцию с 71 г хлора.

Оксиды серы

Кислород и сера реагируют с медью с образованием оксида меди (CuO) и сульфида меди (CuS) соответственно. Сколько серы реагирует с кислородом?

В оксиде меди 63,5 г меди соединено с 16 г кислорода. В сульфиде меди 63,5 г меди связывается с 32 г серы. Разделив массовые пропорции, мы получим:

(63,5 г Cu / 16 г O) / (63,5 г Cu / 32 г S) = 2032 г S / 1016 г O = 2 г S / 1 г O

Массовое соотношение 2: 1 кратно 4 (63,5 / 16), что показывает, что закон Рихтера верен. При этой пропорции получается SO, монооксид серы (32 г серы реагируют с 16 г кислорода).

Если разделить это соотношение на два, получится 1: 1. Опять же, теперь оно кратно 4 или 2, и, следовательно, это SO ₂ , диоксид серы (32 г серы вступают в реакцию с 32 г кислорода).

Сульфид и оксид железа

Сульфид железа (FeS), в котором 32 г серы объединены с 56 г железа, реагирует с закисью железа (FeO), в которой 16 г кислорода объединяются с 56 г железа. Этот элемент служит справочным материалом.

В реагирующих соединениях FeS и FeO сера (S) и кислород (O) по отношению к железу (Fe) находятся в соотношении 2: 1. В оксиде серы (SO) 32 г серы смешиваются с 16 г кислорода, так что сера и кислород находятся в соотношении 2: 1.

Это означает, что выполняется закон взаимных пропорций или закон Рихтера.

Найденное соотношение серы и кислорода в оксиде серы (2: 1) можно использовать, например, для расчета количества кислорода, реагирующего с 15 г серы.

г кислорода = (15 г S) ∙ (1 г O / 2 г S) = 7,5 г

Ссылки

1. Фойст Л. (2019). Закон обратной пропорции: определение и примеры. Учиться. Получено с: study.com
2. Кибер-задачи. (2016, 9 февраля). Закон обратных пропорций или Рихтера-Венцеля. Получено с: cibertareas.infol
3. Wikipedia. (2018). Закон взаимных пропорций. Получено с: en.wikipedia.org
4. JR Partington MBEDSc. (1953) Иеремия Бенджамин Рихтер и закон взаимных пропорций.-II, Annals of Science, 9: 4, 289-314, DOI: 10.1080 / 00033795300200233
5. Шреста Б. (18 июня 2015 г.). Закон взаимных пропорций. Химия Libretexts. Получено с: chem.libretexts.org
6. Новое определение знания. (29 июля 2017 г.). Закон взаимных пропорций. Получено с: hemantmore.org.in