Pastovios sudėties dėsnis chemijoje
Elementų masės santykio supratimas
Pagal pastovios sudėties dėsnį, visuose junginio pavyzdžiuose yra vienodi elementų atomų masės santykiai. Rafe Swan / Getty Images
Chemijoje pastovios sudėties dėsnis (taip pat žinomas kaip dėsnis apibrėžtos proporcijos ) teigia, kad pavyzdžiai gryno junginys visada turi tą patį elementai tame pačiame masė proporcija. Šis dėsnis kartu su kelių proporcijų dėsniu yra chemijos stechiometrijos pagrindas.
Kitaip tariant, nesvarbu, kaip junginys gaunamas ar paruošiamas, jame visada bus tų pačių elementų ta pačia masės dalimi. Pavyzdžiui, anglies dioksidas (COdu) visada yra anglies ir deguonies masės santykiu 3:8. Vanduo (HduO) visada susideda iš vandenilio ir deguonies masės santykiu 1:9.
Pastovios kompozicijos istorijos dėsnis
Šio dėsnio atradimas priskiriamas prancūzų chemikui Džozefas Proustas , kuris per daugybę eksperimentų, atliktų 1798–1804 m., padarė išvadą, kad cheminiai junginiai susideda iš specifinės sudėties. Atsižvelgiant į tai, kad Johno Daltono atominė teorija dar tik pradėjo aiškinti, kad kiekvienas elementas susideda iš vieno tipo atomų ir tuo metu dauguma mokslininkų vis dar tikėjo, kad elementai gali susijungti bet kokia proporcija, Prousto išskaičiavimai buvo išskirtiniai.
Pastovios sudėties dėsnio pavyzdys
Kai dirbate su chemijos problemomis pagal šį dėsnį, jūsų tikslas yra ieškoti artimiausio elementų masės santykio. Gerai, jei procentas yra keliomis šimtosiomis dalimis mažesnis. Jei naudojate eksperimentinius duomenis, skirtumas gali būti dar didesnis.
Pavyzdžiui, tarkime, kad naudojant pastovios sudėties dėsnį, norite parodyti, kad du vario oksido pavyzdžiai atitinka įstatymą. Jūsų pirmasis mėginys buvo 1,375 g vario oksido, kuris buvo kaitintas vandeniliu, kad gautų 1,098 g vario. Antrojo mėginio atveju 1,179 g vario buvo ištirpinta azoto rūgštyje, kad susidarytų vario nitratas, kuris vėliau buvo sudegintas, kad gautų 1,476 g vario oksido.
Norėdami išspręsti problemą, turėtumėte rasti kiekvieno elemento masės procentą kiekviename pavyzdyje. Nesvarbu, ar pasirinksite rasti vario ar deguonies procentą. Tiesiog atimkite vieną iš reikšmių iš 100, kad gautumėte kito elemento procentą.
Užsirašykite ką žinote:
Pirmajame pavyzdyje:
vario oksidas = 1,375 g
varis = 1,098 g
deguonies = 1,375 - 1,098 = 0,277 g
% deguonies CuO = (0,277) (100 %) / 1,375 = 20,15 %
Dėl antrojo pavyzdžio:
varis = 1,179 g
vario oksidas = 1,476 g
deguonies = 1,476 - 1,179 = 0,297 g
% deguonies CuO = (0,297) (100 %) / 1,476 = 20,12 %
Mėginiai atitinka pastovios sudėties dėsnį, leidžiantį reikšmingus skaičius ir eksperimentinę paklaidą.
Pastovios sudėties dėsnio išimtys
Kaip paaiškėjo, yra šios taisyklės išimčių. Yra keletas nestechiometrinių junginių, kurių sudėtis skiriasi nuo vieno mėginio iki kito. Pavyzdys yra wustite, geležies oksido tipas, kuriame kiekviename deguonyje gali būti nuo 0,83 iki 0,95 geležies.
Be to, kadangi yra skirtingų atomų izotopų, net ir normalaus stechiometrinio junginio masės sudėtis gali skirtis, priklausomai nuo to, kuris atomų izotopas yra. Paprastai šis skirtumas yra palyginti mažas, tačiau jis egzistuoja ir gali būti svarbus. Pavyzdys yra sunkiojo vandens masės dalis, palyginti su įprastu vandeniu.