Суть закона постоянства состава вещества в химии

Любое химически чистое соединение независимо от способов получения состоит из одних и тех же элементов, а отношения их масс постоянны.

Оглавление:

• Первые исследования
• Автор современного варианта
• Применение открытия

Такова формулировка закона постоянства состава вещества в химии, являющегося одним из основных постулатов. Он не выполняется только для класса бертоллидов (у них переменная структура).

Первые исследования

Открытие, считающееся предпосылкой для формулирования правила, сделал М. В. Ломоносов. В 1741 году он открыл теоретически, кратко сформулировал, а потом подтвердил с помощью опытов следующее:

1. Любая материя состоит из атомов, которые образуют молекулы.
2. Все частицы находятся в непрерывном движении.

Примерно 50 лет спустя смог дать развитие выдвинутым идеям Джон Дальтон. Он выполнил важные расчеты по определению атомной массы элементов.

Это можно называть подтверждением гипотезы, что для вычисления доли частицы и вещества необходимо знать вес составляющих.

Оба исследователя полагали, что, независимо от способа получения, количественный и качественный состав не меняется. Именно такой была первоначальная формулировка постулата сохранения составляющих.

Однако они совершили ряд ошибок: не учли молекулярное строение кислорода, азота, водорода. Ими была выдвинута версия, что на частицы можно разделить только более сложные структуры.

Автор современного варианта

Ученый, открывший закон постоянства состава химического соединения и сформулировавший его в том виде, в котором он звучит сегодня, — Жозеф Пруст. По национальности открыватель — француз. Им объяснялась выдвинутая теория молекулярным учением. Он утверждал, что так как весовые показатели атомов не меняются, то и их массовый состав постоянен.

Из формулировки следует, что при образовании сложных составляющих все компоненты соединяются друг с другом в определенных соотношениях. Как пример, для получения сульфида меди порошки смешиваются в концентрации 2:1 — m (Cu): m (S) = Ar (Cu): Ar (S) = 2:1.

При составлении пропорции необходимо учесть важный нюанс. Если взятые количества исходных ингредиентов не соответствуют указанной пропорции, одно из них останется в избытке. Дальтониды открыл английский химик Джон Дальтон. У них объем компонентов не меняется.

Они описываются формулами с цельночисленными стехиометрическими коэффициентами HCl (соляная кислота), С2Н5ОН (этиловый спирт), H2O (вода). Их отличительная черта — наличие молекулярнокристаллической решетки.

Применение открытия

У открытого правила сохранения обширная область использования. Оно позволяет выводить формулы. Используется он и для решения задач. Массовая доля (w) вычисляется так: Ar (э) * n/M. Приняты следующие обозначения:

• Буква n — количество компонента.
• Ar (э) атомная, а M — молекулярная масса.

Так, w водорода в воде 2*1/18 = 0,11. В соляной кислоте w (H) = 1*1/36 = 0,027. А также, разбирая, какое практическое значение имеет закон постоянства веществ, нужно упомянуть, что благодаря ему появилась возможность увязать весовую характеристику с изотопным содержанием.

Под термином изотоп понимаются атомы с одинаковыми протонными, но разными нуклонными числами.

Весовой состав соединения с учетом изотопических разновидностей может быть переменным при условии постоянства входящих элементов. Изменение происходит с увеличением исходной концентрации. К примеру, в обычной воде содержится 11% водорода, а в тяжелой (вместо H дописано D, то есть D2O) — 20%.

Один из важных постулатов, которому строго подчиняется химия, — закон постоянства вещества, автором которого является Жозеф Пруст. Закон используется при решении задач и составлении формул.