Oppimistavoitteet
- Kerrotaan moninkertaisten suhteiden laki.
Mitä yhtäläisyyksiä ja eroavaisuuksia on yksipyöräisellä polkupyörällä ja polkupyörällä?
Vain sanoista itsestään tarkkasilmäinen latinankielinen tutkija voi päätellä, että olipa se mistä tahansa tehty, yksipyöräisessä on yksi (uni = ”yksi”) ja polkupyörässä kaksi (bi = ”kaksi”).
Kuvasta saamme lisätietoa, joka auttaa meitä erottamaan nämä kaksi toisistaan. Yksipyöräisessä on yksi pyörä ja polkupyörässä kaksi. Erityisesti ne on valmistettu samoista materiaaleista, ja ainoa merkittävä ero on näiden kahden ajoneuvon pyörien lukumäärä. Kuinka monta pyörää kolmipyörässä on?
Moninkertaisten suhteiden laki
Kunhan oli vakiintunut ajatus siitä, että alkuaineet yhdistyivät määrätyissä suhteissa muodostaen yhdisteitä, alettiin myös kokeilla osoittaa, että tietyt alkuaineparit voivat yhdistyneinä muodostaa useampia kuin yhden yhdisteen.
Tarkastellaan alkuaineita hiili ja happi. Yhdessä ne muodostavat tutun yhdisteen nimeltä hiilidioksidi. Jokaisessa hiilidioksidinäytteessä on 32,0 g happea jokaista 12,0 g hiiltä kohti. Jakamalla 32,0 12,0:lla saadaan yksinkertaistetusti hapen ja hiilen massasuhteeksi 2,66:1. Hiilen ja hapen yhdistelmästä muodostuu myös toinen yhdiste, hiilimonoksidi. Jokainen hiilimonoksidinäyte sisältää 16,0 g happea jokaista 12,0 g hiiltä kohti. Tämä on hapen ja hiilen massasuhde 1,33:1. Hiilidioksidissa on happea täsmälleen kaksi kertaa niin paljon kuin hiilimonoksidissa.
Tämä esimerkki havainnollistaa moninkertaisten suhteiden lakia: Aina kun kahdesta samasta alkuaineesta muodostuu useampi kuin yksi yhdiste, toisen alkuaineen eri massat, jotka yhdistyvät toisen alkuaineen saman massan kanssa, ovat pienten kokonaislukujen suhteessa.
Kuva 1. Hiili voi muodostaa hapen kanssa kaksi erilaista yhdistettä.
Vasemmalla olevassa hiilimonoksidissa on 1,333 g happea yhtä grammaa hiiltä kohti. Hiilidioksidissa, oikealla, on 2,666 g happea jokaista grammaa hiiltä kohti. Hapen suhde näissä kahdessa yhdisteessä on siis 1:2, mikä on pieni kokonaislukusuhde.
Hiilimonoksidin ja hiilidioksidin välinen ero on merkittävä. Hiilimonoksidi on tappava kaasu, joka muodostuu joidenkin hiiltä sisältävien materiaalien (kuten puun ja bensiinin) epätäydellisestä palamisesta. Tämä yhdiste kiinnittyy punasolujen hemoglobiiniin ja estää hapen sitoutumisen näihin soluihin. Jos happi ei sitoudu, se ei pääse kulkeutumaan kehon soluihin, joissa sitä tarvitaan, ja kuolema voi tapahtua. Hiilidioksidi sen sijaan ei ole myrkyllistä kuten hiilimonoksidi. Se voi kuitenkin syrjäyttää hapen järjestelmissä, koska se on raskaampaa. Hiilidioksidisammuttimet katkaisevat hapen virtauksen tulipalossa, jolloin tulipalo sammuu.
Yhteenveto
- Kertaussuhdelaki sanoo, että aina kun kahdesta samasta alkuaineesta muodostuu useampi kuin yksi yhdiste, yhden alkuaineen erilaiset massat, jotka yhdistyvät toisen alkuaineen saman massan kanssa, ovat pienten kokonaislukujen suhteessa.
Harjoitus
Katsokaa alla olevasta linkistä löytyvä video tai lukekaa transkriptio ja vastatkaa seuraaviin kysymyksiin:
http://www.brightstorm.com/science/chemistry/matter/law-of-definite-proportions-law-of-multiple-proportions/
- Minkälainen on hiilen ja hapen välinen suhde hiilimonoksidissa?
- Mikä on hiilidioksidin hiili:happi-suhde?
- Mikä on veden vety:happi-suhde?
- Mikä on vetyperoksidin vety:happi-suhde?
Kertaus
- Kertaa
- Kerrotaan moninkertaisten mittasuhteiden laki.
- Miten monta grammaa happea olisi hiilidioksidissa, jos hiiltä on 24 grammaa?
- Miten monta grammaa hiiltä olisi hiilimonoksidissa, joka sisältää 2,66 grammaa happea?