Pastāvīgās kompozīcijas likums ķīmijā

Izpratne par masas attiecību starp elementiem

Saskaņā ar pastāvīgās sastāva likumu visos savienojuma paraugos ir vienādas elementu atomu masas attiecības. Rafe Gulbis / Getty Images

Ķīmijā pastāvīgā sastāva likums (pazīstams arī kā likums par noteiktas proporcijas ) norāda, ka paraugi no tīra savienojums vienmēr satur vienu un to pašu elementi tajā pašā masa proporcija. Šis likums kopā ar vairāku proporciju likumu ir ķīmijas stehiometrijas pamats.

Citiem vārdiem sakot, neatkarīgi no tā, kā savienojums tiek iegūts vai sagatavots, tas vienmēr satur vienus un tos pašus elementus tādā pašā masas proporcijā. Piemēram, oglekļa dioksīds (CO_divi) vienmēr satur oglekli un skābekli masas attiecībā 3:8. Ūdens (H_diviO) vienmēr sastāv no ūdeņraža un skābekļa masas attiecībā 1:9.

Pastāvīgās kompozīcijas vēstures likums

Šī likuma atklāšana ir franču ķīmiķa nopelns Džozefs Prusts , kurš, veicot virkni eksperimentu no 1798. līdz 1804. gadam, secināja, ka ķīmiskie savienojumi sastāv no noteikta sastāva. Ņemot vērā, ka Džona Daltona atomu teorija tikai sāka izskaidrot, ka katrs elements sastāvēja no viena veida atomiem, un tajā laikā lielākā daļa zinātnieku joprojām uzskatīja, ka elementi var apvienoties jebkurā proporcijā, Prusta secinājumi bija ārkārtēji.

Pastāvīgās kompozīcijas likuma piemērs

Strādājot ar ķīmijas problēmām, izmantojot šo likumu, jūsu mērķis ir meklēt vistuvāko elementu masas attiecību. Tas ir labi, ja procents ir par dažām simtdaļām mazāks. Ja izmantojat eksperimentālos datus, atšķirības var būt vēl lielākas.

Piemēram, pieņemsim, ka, izmantojot nemainīga sastāva likumu, vēlaties pierādīt, ka divi vara oksīda paraugi atbilst likumam. Jūsu pirmais paraugs bija 1,375 g vara oksīda, ko karsēja ar ūdeņradi, lai iegūtu 1,098 g vara. Otrajam paraugam slāpekļskābē tika izšķīdināti 1,179 g vara, lai iegūtu vara nitrātu, kas pēc tam tika sadedzināts, lai iegūtu 1,476 g vara oksīda.

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

Pierakstiet to, ko zināt:

Pirmajā paraugā:

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

skābekļa procenti 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

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

Paraugi ievēro nemainīgas sastāva likumu, pieļaujot nozīmīgus skaitļus un eksperimentālās kļūdas.

Izņēmumi no pastāvīgās sastāva likuma

Kā izrādās, šim noteikumam ir izņēmumi. Ir daži nestehiometriski savienojumi, kuriem ir mainīgs sastāvs no viena parauga uz otru. Piemērs ir wustīts, dzelzs oksīda veids, kas var saturēt no 0,83 līdz 0,95 dzelzs uz katru skābekli.

Turklāt, tā kā ir dažādi atomu izotopi, pat parastam stehiometriskam savienojumam var būt dažādas masas sastāva atkarībā no tā, kurš atomu izotops ir klāt. Parasti šī atšķirība ir salīdzinoši neliela, tomēr tā pastāv un var būt svarīga. Piemērs ir smagā ūdens masas proporcija salīdzinājumā ar parasto ūdeni.