RITCHTER-WENZELŮV ZÁKON: PŘÍBĚHY, PROHLÁŠENÍ A PŘÍKLADY - CHEMIE - 2025

Zákon Ritchter-Wenzel nebo vzájemné poměry, je ten, který uvádí, že hmotnostní poměr mezi dvěma sloučeninami umožňují určit, že třetí sloučeniny. Je to jeden ze zákonů stechiometrie a Lavoisierův zákon (zákon zachování hmoty); Proustův zákon (zákon určitých rozměrů); a Daltonův zákon (zákon více rozměrů).

Ritcher uvedl svůj zákon v roce 1792 v knize, která definovala základy stechiometrie na základě výzkumných prací Carla F Wenzela, který v roce 1777 publikoval první tabulku ekvivalence kyselin a zásad.

Trojúhelník reciprocity. Zdroj: Gabriel Bolívar

Jednoduchý způsob, jak si to představit, je prostřednictvím „trojúhelníku vzájemnosti“ (obrázek výše). Známe množství A, C a B, které se mísí za vzniku sloučenin AC a AB, lze určit, kolik C a B se mísí nebo reaguje za vzniku sloučeniny CB.

Ve sloučeninách AC a AB je prvek A přítomen v obou, takže rozdělením jejich hmotnostních proporcí se zjistí, kolik C reaguje s B.

Dějiny a obecnosti zákona vzájemných proporcí

Richter zjistil, že hmotnostní poměr sloučenin spotřebovaných při chemické reakci je vždy stejný.

V tomto ohledu Ritcher zjistil, že k neutralizaci 1 000 dílů hmotnostních kyseliny sírové je třeba například 615 hmotnostních dílů magnézia (MgO).

V letech 1792 až 1794 publikoval Ritcher třídílný souhrn, který obsahoval jeho práci o zákonu o určitém poměru. Abstrakt se zabýval stechiometrií a definoval ji jako umění chemických měření.

Dále poznamenávají, že stechiometrie se zabývá zákony, podle kterých se látky spojují a vytvářejí sloučeniny. Richterovy výzkumné práce však byly kritizovány za matematické zpracování, které použil, dokonce poukazují na to, že upravil své výsledky.

V 1802, Ernst Gottfried Fischer publikoval první tabulku chemických ekvivalentů, který používal kyselinu sírovou s číslem 1000; podobná hodnotě nalezené Richterem, pro neutralizaci kyseliny sírové magnézií.

Bylo však zjištěno, že Richter vytvořil tabulku kombinačních hmotností, která ukazuje rychlost, se kterou reagovalo několik sloučenin. Například se uvádí, že 859 dílů hydroxidu sodného neutralizuje 712 dílů HNO ₃.

Prohlášení a důsledky

Prohlášení zákona Richter-Wenzel je následující: hmotnosti dvou různých prvků, které se kombinují se stejným množstvím třetího prvku, mají stejný vztah jako masy těchto prvků, pokud jsou vzájemně kombinovány.

Tento zákon umožnil stanovit ekvivalentní hmotnost nebo ekvivalent hmotnosti gramu jako množství prvku nebo sloučeniny, které bude reagovat s pevným množstvím referenční látky.

Richter nazýval kombinační hmotnosti vzhledem k hmotnosti prvků, které se kombinovaly s každým gramem vodíku. Richterovy relativní kombinované hmotnosti odpovídají tomu, co je v současné době známé jako ekvivalentní hmotnost prvků nebo sloučenin.

Podle předchozího přístupu lze Richter-Wenzelův zákon stanovit takto:

Kombinované hmotnosti různých prvků, které jsou kombinovány s danou hmotností daného prvku, jsou relativní kombinační hmotnosti těchto prvků, pokud jsou vzájemně kombinovány, nebo násobky nebo podskupiny těchto kvantitativních vztahů.

Příklady

Chlorid vápenatý

V oxidu vápenatém (CaO) se 40 g vápníku kombinuje se 16 g kyslíku (O). Mezitím, v oxidu chlornou (Cl ₂ O) 71 g chloru v kombinaci s 16 g kyslíku. Jakou sloučeninu by vápník vyrobil, kdyby se kombinoval s chlorem?

Použitím trojúhelníku reciprocity je kyslík společným prvkem obou sloučenin. Nejprve se stanoví hmotnostní poměry těchto dvou okysličovadel:

40 g Ca / 16 gO = 5 g Ca / 2 g O

71 g Cl / 16 g O

A nyní dělíme dva hmotnostní poměry CaO a Cl ₂ O, budeme mít:

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

Povšimněte si, že zákon o hmotnostních poměrech je splněn: 40 g vápníku reaguje se 71 g chloru.

Oxidy síry

Kyslík a síra reagují s mědí za vzniku oxidu mědi (CuO) a sulfidu mědi (CuS). Kolik síry by reagovalo s kyslíkem?

V oxidu mědi se 63,5 g mědi kombinuje se 16 g kyslíku. V sulfidu mědi se 63,5 g mědi váže na 32 g síry. Dělíme hmotnostní proporce, které máme:

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

Hmotnostní poměr 2: 1 je násobkem 4 (63,5 / 16), což ukazuje, že Richterův zákon je pravdivý. S tímto podílem se získá oxid siřičitý (32 g síry reaguje se 16 g kyslíku).

Pokud tento poměr vydělíte dvěma, získáte 1: 1. Opět je to násobek 4 nebo 2, a proto je to SO ₂, oxid siřičitý (32 g síry reaguje s 32 g kyslíku).

Sulfid železa a oxid

Sulfid železa (FeS), ve kterém se 32 g síry kombinuje s 56 g železa, reaguje s oxidem železitým (FeO), ve kterém se 16 g kyslíku smísí s 56 g železa. Tato položka slouží jako reference.

V reakčních sloučeninách FeS a FeO se síra (S) a kyslík (O) vzhledem k železu (Fe) nacházejí v poměru 2: 1. V oxidu siřičitém (SO) se 32 g síry kombinuje se 16 g kyslíku, takže síra a kyslík jsou v poměru 2: 1.

To znamená, že zákon recipročních proporcí nebo Richterův zákon jsou splněny.

Poměr zjištěný mezi sírou a kyslíkem v oxidu siřičitém (2: 1) by mohl být použit například pro výpočet toho, jak kyslík reaguje s 15 g síry.

g kyslíku = (15 g S) ∙ (1 g O / 2 g S) = 7,5 g

Reference

1. Foist L. (2019). Zákon vzájemného poměru: Definice a příklady. Studie. Obnoveno z: study.com
2. Kybernetické úkoly. (2016, 9. února). Zákon vzájemných proporcí nebo Richter-Wenzel. Získáno z: cibertareas.infol
3. Wikipedia. (2018). Zákon vzájemných proporcí. Obnoveno z: en.wikipedia.org
4. JR Partington MBEDSc. (1953) Jeremias Benjamin Richter a zákon vzájemných proporcí.-II, Annals of Science, 9: 4, 289-314, DOI: 10.1080 / 00033795300200233
5. Shrestha B. (18. června 2015). Zákon vzájemných proporcí. Chemie Libretexts. Obnoveno z: chem.libretexts.org
6. Předefinování znalostí. (29. července 2017). Zákon vzájemných proporcí. Obnoveno z: hemantmore.org.in