Pastāvīgas kompozīcijas likums ķīmijā

Ķīmijā pastāvīga sastāva likums (pazīstams arī kā noteiktas proporcijas) noteikts, ka tīra savienojums vienmēr satur to pašu elementi tajā pašā masa proporcija. Šis likums kopā ar vairāku proporciju likumu ir pamats stehiometrijai ķīmijā.

Citiem vārdiem sakot, neatkarīgi no tā, kā savienojums tiek iegūts vai sagatavots, tas vienmēr saturēs tos pašus elementus vienā masas proporcijā. Piemēram, oglekļa dioksīds (CO₂) vienmēr satur oglekli un skābekli masas attiecībās 3: 8. Ūdens (H₂O) vienmēr sastāv no ūdeņraža un skābekļa masas attiecībās 1: 9.

Šī likuma atklāšana tiek ieskaitīta franču ķīmiķī Džozefs Prousts, kurš virknē eksperimentu, kas veikti no 1798. līdz 1804. gadam, secināja, ka ķīmiskie savienojumi sastāv no noteikta sastāva. Jāņa Daltona atomu teorijas apsvēršana tikai sāka izskaidrot, ka katrs elements sastāvēja no viena veida atoma un tajā laikā lielākā daļa zinātnieku joprojām uzskatīja, ka elementus var apvienot jebkurā proporcijā, bija Prousta atskaitījumi ārkārtējs.

Kad jūs strādājat ar ķīmijas problēmām, izmantojot šo likumu, jūsu mērķis ir meklēt vistuvāko masas attiecību starp elementiem. Tas ir labi, ja procentuālā daļa ir dažās simtdaļās mazāka. Ja izmantojat eksperimentālos datus, variācijas var būt vēl lielākas.

Piemēram, pieņemsim, ka, izmantojot nemainīga sastāva likumu, jūs vēlaties parādīt, ka divi kuņģa oksīda paraugi ievēro likumu. Jūsu pirmais paraugs bija 1,375 g vara oksīda, kas tika uzkarsēts ar ūdeņradi, lai iegūtu 1,098 g vara. Otrajam paraugam 1,179 g vara tika izšķīdināti slāpekļskābē, lai iegūtu vara nitrātu, kas pēc tam tika sadedzināts, iegūstot 1,476 g vara oksīda.

Lai atrisinātu problēmu, jums jāatrod katra elementa masas procenti katrā paraugā. Nav svarīgi, vai izvēlaties atrast vara procentuālo daudzumu vai skābekļa procentuālo daudzumu. Jūs vienkārši atņemsit vienu no vērtībām no 100, lai iegūtu otra elementa procentus.

Pierakstiet to, ko zināt:

Pirmajā izlasē:

vara oksīds = 1,375 g
varš = 1,098 g
skābeklis = 1,375 - 1,098 = 0,277 g

procentos skābekļa CuO = (0,277) (100%) / 1,375 = 20,15%

Otrajam paraugam:

varš = 1,179 g
vara oksīds = 1,476 g
skābeklis = 1,476 - 1,179 = 0,297 g

procentos skābekļa CuO = (0,297) (100%) / 1,476 = 20,12%

Paraugi ievēro nemainīga sastāva likumu, ļaujot iegūt nozīmīgus skaitļus un eksperimentālas kļūdas.

Kā izrādās, šim noteikumam ir izņēmumi. Ir daži bez stehiometriski savienojumi, kuru sastāvs mainīgs no viena parauga uz citu. Piemērs ir wustite - dzelzs oksīda veids, kurā katrā skābeklī var būt no 0,83 līdz 0,95 dzelzs.

Tā kā ir dažādi atomu izotopi, pat parastam stehiometriskam savienojumam var būt atšķirīgas masas sastāvs atkarībā no atomu izotopiem. Parasti šī atšķirība ir salīdzinoši neliela, tomēr tā pastāv un var būt nozīmīga. Piemērs ir smagā ūdens masas daļa salīdzinājumā ar parasto ūdeni.