Právo stálosti složení: formulace, příklady, význam

Stejná chemická sloučenina má konstantní složení, bez ohledu na místo a způsob získání vzorku. K tomuto závěru jeden z prvních přišel zakladatel moderní chemie, francouzský vědec A. de Lavoisier. Byl schopen určit složení vody, vzduchu, organické látky, věřili, že částice jsou součástí určitých látek v určitých poměrech. Později další vědec z Francie, J. L. Proust, formuloval zákon o stálosti kompozice. Oba výzkumní pracovníci se tvrdě snažili obhájit své myšlenky ve sporu s vědeckou komunitou.

Pohledy na struktura hmoty na přelomu 18. a 19. století

Chemické prvky, které se navzájem propojují v různých poměrech, tvoří množství látek. Každý z nich je charakterizován určitou sadou atomů a poměrem jejich hmotností. Ale až do konce 18. století mnoho vědců věřilo jinak. Problémem pro ně byla nepřesnost kvantitativních metod. Pozice atomových molekulárních názorů byly navíc v té době neklidné, převládla teorie phlogistonu - mytického prvku. Při určování kvantitativního složení látky významně přispěl:

• A. de Lavoisier;
• MV Lomonosov;
• J. L. Proust;
• D. Dalton.

Zásluha JL Prousta spočívá v tom, že zdokonalil kvantitativní metody Lavoisiera a následoval je striktně. Vědec navrhl zákon o stálosti složení, zachování vztahů prvků ve vzorcích sloučenin. Proust začal svou práci tímto směrem koncem 18. století, ale jeho díla získala uznání až v roce 1808. Ve stejnou dobu představil John Dalton myšlenku atomů a hmotností těchto částic, více poměrů.

Životopis JL Prousta

Vědec, který navrhl zákon o stálosti kompozice, se narodil 26. září 1754 na západě Francie. Otec Josefa Louis byl lékárníkem v Angers. On také představil jeho syna k experimentům s chemických látek. Mladík pokračoval ve studiu v Paříži, kde se seznámil s Lavoiserem a jeho vědeckými myšlenkami. V roce 1776 vydal Proust své první vážné práce v oblasti chemie. Od roku 1799 do roku 1806 vede vedoucí laboratoře v Madridu. Ve Francii se Proust v roce 1806 vrátil. Po krátkém pobytu v Paříži se Joseph Louis vydal na své rodné místo. V letech 1808-1816 byly uznány jeho práce v oblasti studia složení látek včetně glukózy. V roce 1817 odešel do důchodu a žil sám do konce svých dnů (1826). Proust byl jedním z vynikajících vědců své doby, Knight of the Legion of Honor, členem Královské akademie věd v Neapoli.

Právo stálosti složení. Příklady

J.L. Proust objevil glukózu, proslavil se svým skvělým vítězstvím ve vědecké diskusi s krajanem Berthollet, jehož důvodem byl zákon stálosti kompozice. Formulace navržená Proustem uvádí: když několik prvků tvoří chemicky čistý vzorek, skládá se ze stejných atomů. Vztahy mezi jejich hmotností a počty jsou také trvalé. Příklady:

1. Chlorid sodný (NaCl) lze získat reakcí kyseliny chlorovodíkové s hydroxidem sodným. Druhou metodou je ošetření kyselinou chlorovodíkovou uhličitan sodný. Při dvou různých chemických reakcích získáme sloučeninu, jejíž vzorec je NaCl. V obou případech obsahuje látka 39,33% sodíku a 60,66% chloru.
2. Kyslík (chemický O) během tvorby molekuly vody je kombinován se stejným množstvím vodíku (H). Pokud reaguje 1,11 g vodíku s 8,89 g kyslíku, vytvoří se 10 g vody (H.₂O). Zvýšení množství jedné z látek vede ke stejnému výsledku. Atomy prvku, které byly převzaty, nereagují. Hmotnost vody v tomto experimentu zůstává stejná - 10 g, složení jeho molekul odráží vzorec H₂O.

Význam objevu stálosti složení

Na počátku XIX. Století založily teoretické zákony zákony, které spojují látky, popisují jejich vztahy. Kvalitativní a kvantitativní charakteristiky studoval mnoho vědců, kteří navrhli univerzální formulace. Základy byly myšlenky MV Lomonosova o zachování hmoty v chemických přeměnách. Zákon stálosti složení, který stanovil J.L. Proust, má také velký význam pro vědu a praxi. Na základě této pravidelnosti je vzorec vody napsán pouze ve formě H₂O a složení kyseliny sírové - H₂SO₄. Proustův zákon však nemá tak komplexní charakter jako Lomonosova učení. Proto jeho formulace byla objasněna po objevu izotopů. Toto je název atomů stejného prvku, které mají různé hmotnosti. Poměr částic ve složení vzorku je konstanta, ale pouze za podmínek nezměněné izotopové kompozice. Například hromadné složení vodíku a kyslíku v konvenčních a těžká voda liší se. Druhá kapalina obsahuje izotop vodíku-deuteria. Hmotnost těžké vody je víc než obvykle.

Moderní pohledy na složení hmoty

Podle Proustovy formulace je hmotnostní poměr atomů tvořících určitou látku konstantní, nezávisí na způsobu získání vzorku. Na počátku 20. století byly objeveny sloučeniny s proměnlivou kompozicí ve studiu kovových slitin. V tomto případě mohou různé hmotnosti druhého prvku odpovídat jednotkové hmotnosti jednoho chemického prvku. Například u sloučenin thalliu s bismutem na jednotku hmotnosti prvního, od 1,2 do 1,8 jednotky hmotnosti druhého prvku. Takové příklady lze nalézt mezi intermetalickými látkami, oxidy, sloučeninami síry, dusíkem, uhlíkem, vodíkem s kovy. Zákony, které Proust a Dalton zjistili, jsou tedy platné pouze pro ty látky, které mají molekulární strukturu. Patří sem mnoho kyselin, oxidů, hydridů. Kvalitativní a kvantitativní struktura těchto sloučenin je konstantní. Například složení vody v atmosféře, oceánech, ledovcích a živých organizmech odráží vzorec H₂O.