กฎขององค์ประกอบคงที่ – นิยามเคมี เข้าใจกฎหมายขององค์ประกอบคงที่ (กฎหมายของสัดส่วนที่แน่นอน)

กฎเกณฑ์ของคำจำกัดความคงที่

กฎหมายขององค์ประกอบคงที่เป็นกฎหมายเคมีที่ระบุตัวอย่างของสารบริสุทธิ์มักจะมีองค์ประกอบเดียวกันในสัดส่วนมวลเดียวกัน กฎหมายฉบับนี้ร่วมกับกฎหมายของหลายสัดส่วนเป็นพื้นฐานสำหรับการวิเคราะห์เชิงปริมาณในวิชาเคมี กล่าวอีกนัยหนึ่งไม่ว่าสารประกอบจะได้รับหรือเตรียมไว้ก็ตามจะมีองค์ประกอบเดียวกันในสัดส่วนมวลเดียวกัน

ตัวอย่างเช่นคาร์บอนไดออกไซด์ (CO 2 ) มักมีคาร์บอนและออกซิเจนในอัตราส่วนมวล 3: 8 น้ำ (H 2 O) ประกอบด้วยไฮโดรเจนและออกซิเจนในอัตราส่วน 1: 9 เสมอ

หรือเป็นที่รู้จักอีกอย่างว่า: กฎหมายว่าด้วยสัดส่วนที่แน่นอนกฎหมายว่าด้วยองค์ประกอบที่แน่นอนหรือกฎหมายของพรูออน

กฎหมายประวัติความเป็นมาถาวร

การค้นพบของกฎหมายนี้จะให้เครดิตกับนักเคมีชาวฝรั่งเศสโจเซฟสต์ เขาได้ทดลองชุดทดลองตั้งแต่ปี 1798 ถึง 1804 ซึ่งทำให้เขาเชื่อว่าสารประกอบทางเคมีประกอบด้วยองค์ประกอบเฉพาะ โปรดจำไว้ว่าในเวลานี้นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่คิดว่าองค์ประกอบต่างๆสามารถรวมกันในสัดส่วนใด ๆ รวมถึงทฤษฎีอะตอมของดาลตันได้เริ่มอธิบายองค์ประกอบแต่ละส่วนด้วยอะตอมหนึ่งชนิด

กฎหมายของตัวอย่างองค์ประกอบคงที่

เมื่อคุณทำงานปัญหาเคมีโดยใช้กฎหมายนี้เป้าหมายของคุณคือการมองหาอัตราส่วนมวลที่ใกล้เคียงที่สุดระหว่างองค์ประกอบ ไม่เป็นไรหากร้อยละไม่กี่ร้อยออก! หากคุณกำลังใช้ข้อมูลทดลองรูปแบบอาจมีขนาดใหญ่ขึ้น

ตัวอย่างเช่นสมมุติว่าคุณต้องการแสดงให้เห็นโดยใช้กฎหมายว่าด้วยส่วนผสมที่มีอยู่อย่างต่อเนื่องว่าทั้งสองตัวอย่างของกัมมันตรังสีออกไซด์ปฏิบัติตามกฎหมาย ตัวอยางตัวอยางแรกคือกัมมันตภาพรังสี 1.375 กรัมซึ่งถูกทําความรอนกับไฮโดรเจนเพื่อให 1.098 กรัมของทองแดง สำหรับตัวอย่างที่สองนั้น 1.179 กรัมของทองแดงถูกละลายในกรดไนตริกเพื่อผลิตทองแดงไนเตรตซึ่งถูกเผาแล้วเพื่อผลิตออกไซด์ cupric 1.476 กรัม

ในการแก้ปัญหาคุณต้องหาเปอร์เซ็นต์มวลของแต่ละองค์ประกอบในแต่ละตัวอย่าง ไม่ว่าคุณจะเลือกหาเปอร์เซ็นต์ของทองแดงหรือออกซิเจนก็ตาม คุณเพียงแค่ลบค่าหนึ่งจาก 100 เพื่อให้เปอร์เซ็นต์ขององค์ประกอบอื่น ๆ

จดสิ่งที่คุณรู้:
ในตัวอย่างแรก:
ทองแดงออกไซด์ = 1.375 กรัม
ทองแดง = 1.098 กรัม
ออกซิเจน = 1.375 – 1.098 = 0.277 g
เปอร์เซ็นต์ออกซิเจนใน CuO = (0.277) (100%) / 1.375 = 20.15%

สำหรับตัวอย่างที่สอง:
ทองแดง = 1.179 กรัม
ทองแดงออกไซด์ = 1.476 กรัม
ออกซิเจน = 1.476 – 1.179 = 0.297 กรัม
เปอร์เซ็นต์ออกซิเจนใน CuO = (0.297) (100%) / 1.476 = 20.12%
ตัวอย่างจะเป็นไปตามกฎขององค์ประกอบคงที่ซึ่งจะทำให้มีตัวเลขที่สำคัญและข้อผิดพลาดในการทดลอง

ข้อยกเว้นของกฎหมายว่าด้วยองค์ประกอบคงที่

ตามที่ปรากฎมีข้อยกเว้นกฎนี้ มีสารประกอบที่ไม่ใช่สตรัยอิมิเตอร์ซึ่งมีส่วนประกอบแตกต่างจากตัวอย่างหนึ่งไปยังอีกชุดหนึ่ง ตัวอย่างคือขี้ผึ้งประเภทของเหล็กออกไซด์ที่อาจมี 0.83 ถึง 0.95 เหล็กต่อแต่ละออกซิเจน

นอกจากนี้เนื่องจากมีไอโซโทปอะตอมที่แตกต่างกันแม้แต่สารประกอบสไตรอิมิโอเมทริกปกติอาจแสดงการเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบมวลซึ่งขึ้นอยู่กับไอโซโทปของอะตอม โดยปกติแล้วความแตกต่างนี้ค่อนข้างเล็ก แต่ก็มีอยู่จริงและมีความสำคัญ

สัดส่วนมวลของน้ำหนักเมื่อเทียบกับน้ำปกติเป็นตัวอย่าง

นิยามและตัวอย่างกรด สารเคมีคำศัพท์ความหมายของกรด

ความหมายของกรดในเคมี

เป็นกรดเป็นสารเคมีชนิดที่บริจาคโปรตอนหรือไฮโดรเจน ไอออนและ / หรือรับอิเล็กตรอน กรดส่วนใหญ่จะมีอะตอมของไฮโดรเจนที่สามารถปลดปล่อยออกมาได้ (disociate) เพื่อให้ไอออนบวกและแอนไอออนในน้ำ ความเข้มข้นของไอออนไฮโดรเจนที่เกิดจากกรดทำให้ความเป็นกรดและความเป็นกรด – ด่างของสารละลายลดลง

กรดคำจากคำภาษาละตินacidusหรือacereซึ่งหมายถึง “เปรี้ยว” ตั้งแต่หนึ่งในลักษณะของกรดในน้ำเป็นรสเปรี้ยว (เช่นน้ำส้มสายชูหรือน้ำมะนาว)

สรุปคุณสมบัติของกรดและเบส

ตารางนี้แสดงภาพรวมของคุณสมบัติที่สำคัญของกรดเมื่อเทียบกับฐาน:

คุณสมบัติ กรด ฐาน
พีเอช น้อยกว่า 7 มากกว่า 7
กระดาษสีน้ำเงิน สีฟ้าเป็นสีแดง ห้ามเปลี่ยนกระดาษลิตมาม แต่สามารถกลับกระดาษสีแดง (สีแดง) กลับเป็นสีฟ้า
ลิ้มรส เปรี้ยว (เช่นน้ำส้มสายชู) ขมหรือสบู่ (เช่นโซดาอบ)
กลิ่น รู้สึกแสบร้อน มักไม่มีกลิ่น (ยกเว้นแอมโมเนีย)
เนื้อผ้า เหนียว ลื่น
การเกิดปฏิกิริยา ทำปฏิกิริยากับโลหะเพื่อผลิตก๊าซไฮโดรเจน ทำปฏิกิริยากับไขมันและน้ำมันหลายชนิด

ARRHENIUS, BRØNSTED-LOWRY และกรด LEWIS

มีหลายวิธีในการกำหนดกรด เมื่อคนหมายถึง “กรด” นี้มักหมายถึง Arrhenius หรือBrønsted – โลว์รีย์กรด กรดลูอิสมักเรียกว่า “กรดลูอิส” เหตุผลก็เพราะความหมายเหล่านี้ไม่ได้มีชุดของโมเลกุลเดียวกัน

กรด Arrhenius – ตามคำจำกัดความนี้กรดเป็นสารที่เพิ่มความเข้มข้นของไอออน hydronium (H 3 O + ) เมื่อเติมลงในน้ำนอกจากนี้คุณยังอาจพิจารณาเพิ่มความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออน (H + ) เป็นทางเลือก

Brønsted-Lowry Acid – ตามคำนิยามนี้กรดเป็นวัสดุที่สามารถทำหน้าที่เป็นผู้บริจาคโปรตอน นี่เป็นคำจำกัดความที่ จำกัด น้อยกว่าเพราะตัวทำละลายนอกเหนือจากน้ำไม่ได้รับการยกเว้น สารประกอบใด ๆ ที่สามารถถูก deprotonated คือกรดBrønsted-Lowry รวมทั้งกรดทั่วไปรวมทั้ง amines และแอลกอฮอล์

นี่เป็นคำจำกัดความที่ใช้กันอย่างกว้างขวางที่สุดของกรด
Lewis Acid – กรดลูอิสเป็นสารประกอบที่สามารถรับคู่อิเล็กตรอนเพื่อสร้างพันธะโควาเลนได้ ตามคำจำกัดความนี้สารบางชนิดที่ไม่มีไฮโดรเจนมีคุณสมบัติเป็นกรดรวมทั้งอลูมิเนียมไตรคลอไรด์และโบรอนไตรฟลูออไรด์

ตัวอย่างกรด

เหล่านี้เป็นตัวอย่างของชนิดของกรดและกรดเฉพาะ:

  • กรด Arrhenius
  • กรดลูอิส
  • กรดไฮโดรคลอริก
  • กรดซัลฟูริก
  • กรดไฮโดรฟลูออริก
  • กรดน้ำส้ม
  • กรดในกระเพาะอาหาร (ซึ่งมีกรดไฮโดรคลอริก)
  • น้ำส้มสายชู (ซึ่งมีกรดอะซิติก)
  • กรดซิตริก (ที่พบในผลไม้เช่นมะนาว)

แข็งแรงและอ่อนแอกรด

กรดสามารถระบุได้ว่าเป็นกรดที่แข็งแรงหรืออ่อนแอขึ้นอยู่กับว่าพวกมันแยกตัวออกมาเป็นไอออนในน้ำได้อย่างไร กรดที่มีฤทธิ์เช่นกรดไฮโดรคลอริกจะแยกตัวออกเป็นไอออนในน้ำ กรดอ่อนจะแยกเฉพาะออกเป็นไอออนได้ดังนั้นสารละลายจะมีน้ำไอออนและกรด (เช่นกรดอะซิติก)

เรียนรู้เพิ่มเติม

  • ชื่อของกรด 10 ชนิด
  • คุณเพิ่มกรดลงในน้ำหรือน้ำให้เป็นกรดหรือไม่?
  • ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับกรดเบสและ pH

ความหมายและตัวอย่างตัวบ่งชี้กรด – เบส ตัวชี้วัดความเป็นกรดในเคมี

ความหมายของตัวบ่งชี้กรด – เบส

ตัวบ่งชี้ของกรดเบสเป็นทั้งกรดอ่อนหรือฐานอ่อนแอที่แสดงการเปลี่ยนแปลงสีตามความเข้มข้นของไฮโดรเจน (H + ) หรือไฮดรอกไซ (OH  ) ไอออนเปลี่ยนแปลงในสารละลาย ตัวชี้วัดระดับกรดส่วนใหญ่มักใช้ในการไตเตรทเพื่อหาจุดสิ้นสุดของปฏิกิริยากรด – เบส พวกเขายังใช้ในการวัดค่า pH และการสาธิตการเปลี่ยนแปลงสีที่น่าสนใจ

หรือเป็นที่รู้จักอีกอย่างว่า: ตัวบ่งชี้ค่า pH

ตัวอย่างตัวบ่งชี้กรด – เบส

บางทีตัวบ่งชี้ค่า pH ที่รู้จักกันดีคือไฟลั่ม ไธมัลบลูเท็กซ์ออนสีแดงและเมธิลออเร้นจ์เป็นตัวบ่งชี้กรดเบสทั้งหมด กะหล่ำปลีแดงสามารถใช้เป็นตัวบ่งชี้กรดเบส

วิธีการทำงานของตัวบ่งชี้กรด – เบส

ถ้าตัวบ่งชี้เป็นกรดอ่อนกรดและฐานผันของมันมีสีแตกต่างกัน หากตัวบ่งชี้เป็นฐานที่อ่อนแอฐานและกรด conjugate ของมันแสดงสีที่แตกต่างกัน

สำหรับตัวบ่งชี้กรดอ่อนแอที่มีสูตรจำพวก HIN สมดุลจะถึงในสารละลายตามสมการทางเคมี:

HIn (aq) + H 2 O (l) ↔ In  (aq) + H 3 O + (aq)

HIn (aq) เป็นกรดซึ่งเป็นสีที่แตกต่างจากฐาน In  (aq) เมื่อความเป็นกรด – ด่างต่ำความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออน H 3 O +สูงและสมดุลอยู่ทางซ้ายทำให้เกิดสี A ที่ความเป็นกรด – ด่างสูงความเข้มข้นของ H 3 O +อยู่ในระดับต่ำดังนั้นความสมดุลจึงมีแนวโน้มไปทางขวา ด้านข้างของสมการและสี B จะปรากฏขึ้น

ตัวอย่างของตัวบ่งชี้กรดอ่อนคือ phenolphthalein ซึ่งไม่มีสีเป็นกรดอ่อน แต่ละลายในน้ำเพื่อสร้างม่วงแดงหรือม่วงแดง ในการแก้ปัญหาที่เป็นกรดสมดุลจะอยู่ทางซ้ายเพื่อแก้ปัญหาจะไม่มีสี (ไอออนแดงม่วงน้อยเกินไปที่จะมองเห็นได้) แต่เมื่อเพิ่ม pH สมดุลจะเลื่อนไปทางขวาและเห็นสีม่วงแดง

ค่าคงที่ของค่าคงที่สำหรับปฏิกิริยาสามารถหาได้โดยใช้สมการดังนี้

In = [H 3 O + ] [In  ] / [HIn]

โดยที่ K Inเป็นค่าคงที่ของการแยกตัวบ่งชี้ การเปลี่ยนสีเกิดขึ้นเมื่อจุดที่ความเข้มข้นของกรดและแอนไอออนมีค่าเท่ากัน:

[HIn] = [ใน ]

ซึ่งเป็นจุดที่ครึ่งหนึ่งของตัวบ่งชี้อยู่ในรูปกรดและอีกครึ่งหนึ่งเป็นฐานผันของมัน

นิยามคำจำกัดความสากล

ตัวบ่งชี้ชนิดกรดโดยเฉพาะคือตัวบ่งชี้สากลซึ่งเป็นส่วนผสมของตัวบ่งชี้หลายตัวที่ค่อยๆเปลี่ยนสีในช่วง pH กว้าง ตัวชี้วัดที่ได้รับเลือกเพื่อผสมไม่กี่หยดกับสารละลายจะผลิตสีที่สามารถเชื่อมโยงกับค่าพีเอชโดยประมาณ

ตารางตัวชี้วัดค่า PH ทั่วไป

พืชหลายชนิดและสารเคมีในครัวเรือนสามารถใช้เป็นตัวบ่งชี้ค่า pH ได้แต่ในการตั้งค่าห้องปฏิบัติการเหล่านี้เป็นสารเคมีที่ใช้กันมากที่สุดในฐานะตัวชี้วัด:

ตัวบ่งชี้ สีกรด สีฐาน ช่วง pH เภสัชจลนศาสตร์ใน
thymol blue (การเปลี่ยนแปลงครั้งแรก) สีแดง สีเหลือง 1.5
เมธิลส้ม สีแดง สีเหลือง 3.7
สีเขียว bromocresol สีเหลือง สีน้ำเงิน 4.7
เมธิลแดง สีเหลือง สีแดง 5.1
สีน้ำเงิน bromothymol สีเหลือง สีน้ำเงิน 7.0
สีแดงฟีนอล สีเหลือง สีแดง 7.9
thymol blue (การเปลี่ยนแปลงครั้งที่สอง) สีเหลือง สีน้ำเงิน 8.9
phenophthalein ไม่มีสี สีม่วงแดงเข้ม 9.4

สี “กรด” และ “ฐาน” เป็นญาติกัน

นอกจากนี้โปรดทราบว่าตัวชี้วัดที่เป็นที่นิยมบางตัวแสดงการเปลี่ยนแปลงสีมากกว่าหนึ่งสีเนื่องจากกรดอ่อนหรือฐานอ่อนจะแยกตัวออกมากกว่าหนึ่งครั้ง