تفاصيل قانون النسب المتضاعفة مع الامثلة

مع التقدم العلمي، وخاصة في مجال تحضير وكشف المركبات الكيميائية المختلفة، اكتشف العلماء قواعد تربط بين العناصر التي يتكون منها المركبات الكيميائية، ومن بين هذه القواعد، يأتي قانون النسب المتضاعفة الذي يسمح بتكوين كميات مختلفة من المركبات الكيميائية التي تتكون من نفس العناصر.

قانون النسب المتضاعفة

  في عام 1803، اكتشف العالم جون دالتون أنه عندما يتم دمج عنصرين كيميائيين لتشكيل مركب كيميائي واحد، فإن نسبة الكتلة للعنصر الأول تكون ثابتة عندما يتم إضافتها إلى كتلة ثابتة من العنصر الثاني، وهذه النسبة تكون عددية صحيحة وثابتة بغض النظر عن كتلة العنصر الأول. وكذلك، عندما يتواجد هذان العنصران في تركيب مركب كيميائي معقد

 في النسبة بين الكتلتين للعنصر الأول والثاني، يكون النسبة العددية ثابتة وصحيحة بالنسبة للكتلة الثابتة للعنصر الثاني. استفاد العالم دالتون من هذه الفرضية في تفسير النظرية الذرية، حيث قدم تفسيرا لتركيب الذرة وكيفية حدوث التفاعلات الكيميائية. كما قام بابتكار وحدة جديدة لقياس كتل العناصر، وسميت بوحدة الكتلة الذرية، استنادا إلى قانون النسب المتضاعفة. قام العلماء بتحديد الكتل النسبية لذرات العناصر في الجدول الدوري لتسهيل التعامل مع العناصر في التفاعلات الكيميائية.

 يعتبر العلماء كتلة ذرة الكربون معيارا لقياس كتل العناصر الأخرى، وبالتالي يتم قياس كتل العناصر الأخرى في الجدول الدوري بالنسبة لكتلة الكربون، على سبيل المثال، الكتلة النسبية لذرة النيتروجين بالنسبة للكربون تساوي 14.006 وحدة كتلة ذرية .

حساب نسب بعض العناصر في المركبات الكيميائية

عند تحليل ثلاث عينات من أي مركب كيميائي، ستكون نسبة العناصر في المركب ثابتة بغض النظر عن الكتلة الموجودة في العينة. على سبيل المثال، عند تحليل ثلاث عينات من مركب أكسيد النحاس الثاني، نجد أن العينة الأولى تحتوي على 5.26 غرام، والعينة الثانية تحتوي على 7.90 غرام، والعينة الثالثة تحتوي على 6.32 غرام. بالتالي، يتضح أن العينات تحتوي على 4.20 غرام و 6.30 غرام و 5.04 غرام من النحاس على التوالي .

بعد طرح كتلة النحاس من كل عينة، يتم تحديد نسبة كتل الأكسجين في كل عينة، وتبين أنها تتراوح بين 1.06 غرام و1.6 غرام و1.28 غرام. يمكننا معرفة نسبة الأكسجين إلى النحاس في كل عينة عن طريق تقسيم كتلة الأكسجين في العينة الأولى على كتلة النحاس في العينة الأولى، وكتلة الأكسجين الثانية على كتلة النحاس الثانية، وكتلة الأكسجين الثالثة على كتلة النحاس الثالثة. ويتبين أن نسبة الأكسجين إلى النحاس تكون نسبة 4:1، مما يدل على أن نسبة الأكسجين والنحاس تكون ثابتة مهما تغيرت كتلة العينة.

أمثلة على قانون النسب المتضاعفة

عندما ننظر إلى الذرات التي تتكون منها جزيئات فلوريد الهيدروجين، نجد ذرة واحدة من الفلور تتحد مع ذرة واحدة من الهيدروجين. وتكون نسبة كتلة ذرة الفلور إلى كتلة ذرة الهيدروجين كنسبة 1:19، مما يعني أن كتلة ذرة واحدة من الفلور تعادل كتلة تسع عشرة ذرة من الهيدروجين.

ويظل هذا النسب ثابتًا وصحيحًافي جميع تفاعلات الكيمياء التي تتضمن الفلور والهيدروجين في تكوينها،

هذا مثال على قانون النسب المتضاعفة، حيث عندما يتفاعل الأكسجين والكربون معا لتكوين مركبين كيميائيين، يكون المركب الأول يحتوي على 8.82 غرام من الكربون و6.44 غرام من الأكسجين، بينما يحتوي المركب الثاني على 53.7 غرام من الأكسجين و20.13 غرام من الكربون. بالتالي، نسبة الأكسجين إلى الكربون في المركب الأول تكون مماثلة لنسبة الأكسجين إلى الكربون في المركب الثاني، ولكن قد تكون نسبة ثابتة وصحيحة تساوي اثنين.

نظرية دالتون الذرية

نظرية العالم دالتون الذرية تعتمد على قانونين رئيسيين. القانون الأول هو حفظ المادة، ويعني أن المادة في هذا الكون لا يمكن أن تدمر أو تنشأ. بمعنى آخر، عندما يحدث تفاعل كيميائي بين مجموعة معينة من العناصر، يجب أن تكون كمية العناصر الموجودة في بداية التفاعل مساوية لكمية العناصر المتكونة في النهاية. وهذا القانون يشكل دعامة أساسية في توازن معادلات التفاعلات الكيميائية.

ينص قانون ثبات التركيب الكيميائي للمركبات على أنه عندما يتم تقسيم المادة الخام تمامًا، يكون لكل جزء منها نفس التركيب الكيميائي لجميع العناصر المكونة له.