Leggi ponderali



Dal punto di vista storico, le leggi ponderali costituiscono la fondazione della scienza chimica, dato che le leggi sono state dimostrate sperimentalmente dai loro autori.


Antoine Lavoisier

La prima legge, formulata da Lavoisier, è la legge della conservazione della massa:

La somma delle masse dei reagenti in una reazione chimica è uguale alla somma delle masse dei prodotti di reazione.

Ad esempio, nella reazione

$ \sf \moveright{5em}{Fe + S \to FeS} $

28 g di ferro reagiscono esattamente con 16 g di zolfo. La massa del solfuro di ferro è di 44 g.

In questo filmato è ripresa l’esperienza di laboratorio per dimostrare la legge.

La reazione:

$\sf \moveright{5em}{CaCO_3 + 2 HCl \to CaCl_2 + CO_2 \uparrow + H_2 O} $

sviluppa anidride carbonica; togliendo il tappo l’anidride carbonica si libera nell’aria e la massa diminuisce, ma conservando l’anidride carbonica nel matraccio è evidente che la massa non varia.

Joseph Louis Proust

La seconda legge, formulata da Proust, è la legge delle proporzioni definite:

Quando due elementi reagiscono per formare un composto, il rapporto fra le masse dei reagenti è definito e costante.

Ad esempio, nella reazione

$ \sf \moveright{5em}{Fe + S \to FeS} $

dato che 28 g di ferro reagiscono esattamente con 16 g di zolfo, allora il rapporto fra le masse è $\sf \frac{28\ g}{16\ g} = \frac{7}{4}$ e questo rapporto vale sempre, ed, in proporzione, la quantità di solfuro di ferro sarà sempre 11, in accordo con la legge di Lavoisier.

John Dalton

La terza legge, formulata da Dalton, è la legge delle proporzioni multiple:

Quando due elementi reagiscono fra loro per dare composti diversi, tenendo fissa la massa di un elemento, le masse del secondo elemento stanno fra loro secondo un rapporto di proporzione dato da numeri interi e piccoli.

Ad esempio, il carbonio reagisce con l’ossigeno per dare due composti differenti, monossido di carbonio ed anidride carbonica.
Il rapporto fra le masse di carbonio e ossigeno per dare monossido di carbonio è 3:4 (un gas tossico)
Il rapporto fra le masse di carbonio e ossigeno per dare anidride carbonica è 3:8 (uno dei gas dell’atmosfera)
Fissata la massa del carbonio (per comodità 3 g) il rapporto fra le masse dell’ossigeno è 4:8, cioè 1:2

Nei prossimi giorni faremo un po’ di esercizi.

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