『化学の基本法則』、質量保存の法則・定比例の法則・倍数比例の法則・気体反応の法則、の単元で悩んでいます。
教科書や資料を見ても、どうも「定比例の法則」「倍数比例の法則」「気体反応の法則」の違いか明確に分かりません。3つの法則全てには比が使われるのは分かるのですが・・・。大事な法則の違いが分からないなど、すごい質問かもしれませんが、何か分かりやすい例をご存知の方はぜひ教えてください。

A 回答 (2件)

「倍数比例の法則」



2つの元素A、Bが化合していくつかの化合物ができるとき
それぞれの化合物においてAの質量/Bの質量(Bの質量/Aの質量
でも良い)を考えるとそれらは簡単な整数比になっている。

例えば一酸化炭素COと二酸化炭素CO2を考えます。

定比例の法則によって
CO中のC:Oの質量の比率は3:4に決まっています。また、
CO2中のC:Oの質量の比率は3:8に決まっています。

するとOの質量/Cの質量はCOでは4/3、CO2では8/3になります。
そしてこの2つの比は4/3:8/3=1:2という簡単な比になるわけです。

ちょっと難しくしてメタンCH4とベンゼンC6H6なんかも考えてみます。

定比例の法則によって
メタンではC:H=3:1、ベンゼンではC:H=12:1に決まっています。

するとCの質量/Hの質量はメタンでは3、ベンゼンでは12ですから
やっぱり3:12=1:4という簡単な比になっています。

「気体反応の法則」

いくつかの気体が関与する反応において反応物質と生成物質の気体の
体積の間には同温、同圧のもとで簡単な整数比が成り立つ。

例えば窒素N2と水素H2を反応させてアンモニアNH3を生成させると
反応した窒素の体積:反応した水素の体積:生成したしたアンモニアの体積
=1:3:2という比率になります(N2+3H2→2NH3なので)。

一部が気体でない反応でも気体については成り立ちます。
炭素(固体)Cが酸素(気体)O2と反応して二酸化炭素(気体)CO2になる場合
反応した酸素の体積:生成した二酸化炭素の体積=1:1です。
(C+O2→CO2なので)

まとめると
「定比例の法則」:ある『一つの化合物』に着目したときにその中の構成元素の質量には
         一定の比が成り立つ。
「倍数比例の法則」:共通の構成元素を含む『複数の化合物』間で1つの共通元素の
          一定重量に対する他の共通元素の重量を比較すると比が成り立つ。
「気体反応の法則」:ある反応に関与する気体の『体積』の間に比が成り立つ。
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この回答へのお礼

例があると、分かりやすいですね。今までより理解度が増しました。ありがとうございました。

お礼日時:2001/07/16 13:55

まず、アドバイス。

この基本法則はわかりくいですよね。私も習いたてのころはよくわかりませんでした。自分で化学を勉強するとこういうことが多々ありますので、塾とかに通った方がいいですよ。
で、まずは『定比例の法則』から。ある化合物があり、その構成元素がA、Bとする。例えばCO2なら構成元素はCとOですよね。このとき、『CとOの質量比は常に一定である。』というのが定比例の法則の中身なんです。まだよくわからないと思うのでさらに説明します。CO2と言う化合物を作る方法は沢山ありますよね。でも、どうやって作ったってCO2は常にCの質量とOの質量の比は3;8でできているのです。5:7などのようなCO2は存在しないのです。つまりここにCがxグラムあったとして、CO2をつくるなら、必要なOの量はどれだけですか?答えはx×8/3です。これだけの量OがなかったらCO2は作れないってことです。
ここで、一般的な言い方でまとめときます。
『ある化合物を構成している元素A,BがありAとBの質量比はその製法の如何に問わず常に一定である』
時間がもうないのでこれだけにしときます。
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この回答へのお礼

お忙しいなか、ありがとうございました。
この考え方をしっかりと頭に入れたいと思います。

お礼日時:2001/07/16 13:58

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辞典では
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と書かれています。教科書でも同じような表現だと思います。
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つまり,ウェーバーの法則は,経験法則を式の形で表したものということなのです.
ただし,ウェーバーの法則中のk(定数)は,感覚の種類(モダリティ)に固有の値で,これは少し詳しい心理学の教科書や,感覚心理学,知覚心理学などの文献を調べていただくと,それぞれのモダリティでいくつになるかという一覧表があると思います(たとえば,東大出版会の心理学<改訂版>など).
また,ウェーバーの法則が成り立つ範囲も,どのような刺激の強さでも成り立つのではなことが分かっています.
ウェーバーの法則の意義は,精神物理学の発展のきっかけになったということです.
具体的にいえば,フェヒナーに大きく影響し,フェヒナーの法則は,ウェーバーの法則を前提として,成立しています.

これに対して,フェヒナーの法則は,刺激の物理量と,それに対応する感覚量との関係を数量的に表したものです.
まず,フェヒナーは,感覚量は直接測定できないと考え,弁別閾(丁度可知差異)を感覚の基本単位として,間接的に感覚量を尺度化しようとしたのです(フェヒナーの仮説).
つまり,強度の異なる2つの刺激があるときに,その2つの刺激の差を,いくつの弁別閾を積算することで等しくできるかということで間接的に尺度化しようとしたのです.

数学的には,ウェーバーの法則が,感覚の大きさの非常に微少な増分dEと,同じく微少な刺激増分dIとの間にも成立すると仮定すれば,
 dE=kdI/I(k:定数)
と表せます.この両辺を積分すると,
 E=SkdI/I=k logI+C(Sは,積分記号,C:積分定数)
となります(上に補足したように,Sは積分の記号と読んで下さい).
この式は,感覚の大きさEは,刺激強度の対数に比例することを意味することになります.
これがフェヒナーの法則です.
グラフ化したものは,上述の東大出版会の「心理学<改訂版>」など,詳しい教科書に掲載されています.

なお,上述のように,ウェーバー法則が,一定の刺激強度の範囲でしか成り立たないことが,今日では分かっていますので,したがって,フェヒナー法則も,同様であることが分かっています.

以上で,いかがでしょうか?

#1です.

補足をします.

式をどのように導くのか,という追加のご質問ですが,まずは,ウェーバーの法則は,数学の公式というか,計算のように,式を展開していった結果,前回お示しした式が得られるということではありません.
フェヒナーの法則は,ウェーバーの法則を前提に,ある程度数学的に展開して得られています.

ウェーバーの法則は,概念的なものを式の形で現せば,前回の式になる,とご理解下さい.
つまり,ウェーバーの法則は,経験法則を式の形で表したものということなのです.
ただ...続きを読む

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という問題なのですが自分にはわかりませんのでどなたかわかる方がいれば教えてください。

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