一輪車と自転車にはどんな類似点と違いがあるか。

言葉そのものから、鋭いラテン語を話す学者は、それが何でできていようと、一輪車には一つ(uni = “一つ”)、自転車には二つ(bi = “二つ”)あることがわかります。

絵から、この二つの区別を助ける追加の情報を得ることができます。 一輪車は車輪が1つで、自転車は2つです。 特に、両者は同じ材料でできており、大きな違いは2台の車輪の数だけです。 さて、三輪車の車輪はいくつでしょうか。

多重割合の法則

元素が一定の割合で結合して化合物を形成するという考えが確立すると、ある元素の同じ対が結合して複数の化合物を形成できることも実験で実証され始めた。 ある方法で結合すると、二酸化炭素というおなじみの化合物を形成します。 二酸化炭素のどのサンプルにも、12.0gの炭素に対して32.0gの酸素が存在する。 32.0を12.0で割ると、酸素と炭素の質量比は2.66対1となります。 一酸化炭素の試料には、炭素12.0gに対して酸素16.0gが含まれています。 これは酸素と炭素の質量比が1.33対1であり、二酸化炭素には一酸化炭素のちょうど2倍の酸素が存在することになります。

この例は、多重割合の法則を説明しています。 同じ2つの元素が複数の化合物を形成するときは常に、一方の元素の異なる質量が他方の元素の同じ質量と結合し、小さな整数の比になる。

図1. 炭素は酸素と2種類の化合物を作ることができる。

左側の一酸化炭素では、炭素1gに対して酸素が1.333gである。 右の二酸化炭素では、炭素1gに対して酸素が2.666gです。 つまり、この2つの化合物の酸素の比率は1:2で、小さな整数の比率です。

一酸化炭素と二酸化炭素の違いは大きいですね。 一酸化炭素は致命的なガスで、一部の炭素含有物質(木材やガソリンなど)の不完全燃焼で生成される。 この化合物は、赤血球中のヘモグロビンに付着し、その細胞への酸素の結合を阻害することになる。 酸素が結合しないと、酸素が必要な体の細胞に運ばれなくなり、死に至ることもある。 一方、二酸化炭素は、一酸化炭素のような毒性はありません。 しかし、重いのでシステム内で酸素を置き換えてしまう可能性があります。 二酸化炭素消火器は、火災の酸素の流れを遮断して火を消します。

まとめ

  • 倍数比の法則とは、同じ2つの元素が2つ以上の化合物を作るときは、一方の元素の異なる質量と他方の元素の同じ質量が結合して小さな整数の比になることを述べています。

練習問題

下のリンクからビデオを見るか、原稿を読んで次の質問に答えなさい:

http://www.brightstorm.com/science/chemistry/matter/law-of-definite-proportions-law-of-multiple-proportions/

  1. 一酸化炭素における炭素:酸素比は何ですか?
  2. 二酸化炭素の炭素:酸素比は?
  3. 水の水素:酸素比は?
  4. 過酸化水素の水素:酸素比は?

復習

  1. 重比例の法則を述べてください。
  2. 二酸化炭素において、炭素が24グラムあれば酸素は何グラムになるか
  3. 酸素が2.66グラム含まれる一酸化炭素において、炭素は何グラムになるか

用語解説

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