Lei de múltiplas proporções - Law of multiple proportions

Em química, a lei das proporções múltiplas afirma que se dois elementos formam mais de um composto , então as proporções das massas do segundo elemento que se combinam com uma massa fixa do primeiro elemento serão sempre proporções de pequenos números inteiros. Essa lei às vezes é chamada de Lei de Dalton , em homenagem a John Dalton , o químico que a expressou pela primeira vez.

Por exemplo, Dalton sabia que o elemento carbono forma dois óxidos ao se combinar com o oxigênio em diferentes proporções. Uma massa fixa de carbono, digamos 100 gramas, pode reagir com 133 gramas de oxigênio para produzir um óxido ou com 266 gramas de oxigênio para produzir o outro. A proporção das massas de oxigênio que podem reagir com 100 gramas de carbono é 266: 133 = 2: 1, uma proporção de pequenos números inteiros. Dalton interpretou esse resultado em sua teoria atômica propondo (corretamente neste caso) que os dois óxidos têm um e dois átomos de oxigênio, respectivamente, para cada átomo de carbono. Na notação moderna, o primeiro é CO ( monóxido de carbono ) e o segundo é CO 2 ( dióxido de carbono ).

John Dalton expressou essa observação pela primeira vez em 1804. Alguns anos antes, o químico francês Joseph Proust havia proposto a lei das proporções definidas , que expressava que os elementos se combinavam para formar compostos em certas proporções bem definidas, em vez de se misturar em qualquer proporção ; e Antoine Lavoisier provou a lei da conservação da massa, que ajudou Dalton. Um estudo cuidadoso dos valores numéricos reais dessas proporções levou Dalton a propor sua lei de proporções múltiplas. Este foi um passo importante em direção à teoria atômica que ele proporia no final daquele ano, e lançou as bases para fórmulas químicas de compostos.

Outro exemplo da lei pode ser visto comparando o etano (C 2 H 6 ) com o propano (C 3 H 8 ). O peso do hidrogênio que se combina com 1 g de carbono é 0,252 g em etano e 0,224 g em propano. A proporção desses pesos é 1,125, que pode ser expressa como a proporção de dois pequenos números 9: 8.

Limitações

A lei das proporções múltiplas é mais bem demonstrada usando compostos simples. Por exemplo, se alguém tentasse demonstrá-lo usando os hidrocarbonetos decano (fórmula química C 10 H 22 ) e undecano (C 11 H 24 ), descobriria que 100 gramas de carbono poderiam reagir com 18,46 gramas de hidrogênio para produzir decano ou com 18,31 gramas de hidrogênio para produzir undecano, para uma proporção de massas de hidrogênio de 121: 120, que dificilmente é uma proporção de "pequenos" números inteiros.

A lei falha com compostos não estequiométricos e também não funciona bem com polímeros e oligômeros .

História

A lei das proporções múltiplas foi uma prova chave da teoria atômica, mas é incerto se Dalton descobriu a lei das proporções múltiplas por acidente e então usou a teoria atômica para explicá-la, ou se sua lei foi uma hipótese que ele propôs a fim de investigar a validade da teoria atômica.

Em 1792, Bertrand Pelletier descobriu que uma certa quantidade de estanho se combinaria com uma certa quantidade de oxigênio para formar um óxido de estanho, ou duas vezes a quantidade de oxigênio para formar um óxido diferente. Joseph Proust confirmou a descoberta de Pelletier e forneceu medições da composição: um óxido de estanho tem 87 partes de estanho e 13 partes de oxigênio, e o outro tem 78,4 partes de estanho e 21,6 partes de oxigênio. Provavelmente eram óxido de estanho (II) (SnO) e dióxido de estanho (SnO 2 ), e suas composições reais são 88,1% de estanho - 11,9% de oxigênio e 78,7% de estanho - 21,3% de oxigênio.

Os estudiosos que revisaram os escritos de Proust descobriram que ele tinha dados suficientes para ter descoberto a lei das proporções múltiplas, mas de alguma forma não o fez. Com relação aos óxidos de estanho mencionados acima, se Proust tivesse ajustado seus valores para um teor de estanho de 100 partes para ambos os óxidos, ele teria notado que 100 partes de estanho se combinariam com 14,9 ou 27,6 partes de oxigênio. 14,9 e 27,6 formam uma proporção de 1: 1,85, que é 1: 2 se perdoarmos o erro experimental. Parece que isso não ocorreu a Proust, mas ocorreu a Dalton.

Notas de rodapé

Bibliografia