Tabla de Contenidos
Известен също като закон за постоянни пропорции и закон за определени пропорции, законът за постоянен състав гласи, че различни проби от едно и също чисто вещество винаги ще се състоят от едни и същи химични елементи в същите масови пропорции . Това ще се случи независимо от размера на пробата, как е получена или как е определен нейният състав.
Този закон, заедно със закона за множествените пропорции, формира основата на стехиометрията, която е отговорна за измерването на количествените пропорции на химичните елементи и съединения, които участват в химична реакция.
Използване на закона за постоянния състав
Законът за постоянния състав прави много лесно определянето на количествата от всеки елемент, който съдържа проба от чисто вещество. Например, известно е, че водата съдържа водород и кислород в масово съотношение 1:9.
Така че, ако искате да определите, например, каква маса водород се комбинира със 150 g кислород в проба от вода, можете да използвате съотношението водород към кислород от 1:9, тъй като това винаги ще бъде съставът на водата.
История на закона за постоянния състав
За някой, който вече има познания по химия и начина, по който материята е организирана в атоми и молекули, този закон може да е донякъде тривиален. Очевидно е, че законът произлиза от факта, че молекулите винаги са изградени от един и същ брой атоми. Въпреки това е много важно да запомните, че по времето, когато този закон е формулиран, атомната теория все още не е била установена.
Всъщност законът за постоянния състав се приписва на френския химик Джоузеф Пруст, който между 1798 и 1804 г. провежда серия от експерименти, които му позволяват да заключи, че чистите вещества имат постоянен състав.
Примери за закона за постоянния състав
Законът за постоянния състав често се използва за решаване на проблеми със стехиометрията. В тези случаи той се използва, за да може да извършва изчисления, свързани с количествата на елементите, присъстващи в чисто вещество. Нека да видим следния пример, който илюстрира използването на този закон:
Определяне на състава на чисто вещество
Проблем: Проба от въглеводород изгаря в присъствието на излишен кислород, за да произведе 3,52 g въглероден диоксид и 1,80 g вода. Като знаете, че въглеродният диоксид съдържа 27,27% въглерод и че водата съдържа 1,80% водород, определете състава на въглеводорода.
Решение: Този проблем може да бъде решен по няколко начина, в зависимост от това дали са известни или не молекулните формули на въглеродния диоксид и водата, но е много по-лесно да се реши, като се използва законът за определени пропорции или постоянен състав.
Тъй като това е въглеводород, ние знаем, че съединението е изградено само от водород и въглерод, така че определянето на състава на въглеводорода предполага определяне на процента от масата, който съответства на всеки елемент.
Целият въглерод е във въглеродния диоксид, докато водородът е във водата, така че трябва да определите колко въглерод има в образуваните 3,52 g въглероден диоксид и колко водород има в образуваните 1,8 g вода. , и за това използва се законът за постоянен състав.
Въпреки че не е очевиден, законът за постоянния състав е използван тук два пъти:
- Първият път беше като се приеме, че съотношението въглерод в 100 g въглероден диоксид ще бъде същото като в 3,52 g въглероден диоксид, образуван при изгаряне.
- Второто беше, когато същото беше направено с вода, тъй като същото съотношение на водород в 100 g вода беше използвано за изчисляване на масата на водорода, присъстващ в 1,80 g вода, която се образува по време на горенето.
Изключения от закона за постоянния състав
Както много други закони, законът за постоянния състав също има своите изключения. Това е така, защото има съединения, чийто състав е променлив.
Бертолиди
Пример за това са нестехиометричните съединения, наричани също бертолидни съединения.
Това е семейство от немолекулни твърди съединения, които могат да имат несъвършенства в структурата си с някои липсващи атоми или с някои атоми в различни степени на окисление. Това е особено често срещано при оксидите на преходните метали.
изотопна вариация
Друга ситуация, в която законът за определени пропорции не е напълно изпълнен, е в онези случаи, в които се сравнява съставът на две молекули, които съдържат различни изотопи на елементите, които ги изграждат. Например, тежката вода, известна също като деутериев оксид, има два атома деутерий, чиято маса е два пъти по-голяма от нормалния водород. В този случай масовото съотношение между водород и кислород, вместо да бъде 1:9, както в нормалната вода, е 2:9 в тежката вода.
Препратки
Браун, Т. (2021). Химия: Централната наука. (11-то издание). Лондон, Англия: Pearson Education.
Чанг, Р., Манзо, А. R., Lopez, PS, & Herranz, ZR (2020). Химия (10-то издание ). Ню Йорк, Ню Йорк: MCGRAW-HILL.
Стехиометрията на реакциите. (2020 г., 30 октомври). Взето от https://espanol.libretexts.org/@go/page/1821
Масовата формула и понятието мол. (2020 г., 30 октомври). Взето от https://espanol.libretexts.org/@go/page/1811
Ранни идеи в атомната теория. (2020 г., 30 октомври). Взето от https://espanol.libretexts.org/@go/page/1802
