Zákon o stálém složení v chemii

V chemii, zákon stálého složení (také známý jako zákon určité proporce) uvádí, že vzorky čistého sloučenina vždy obsahují to samé elementy ve stejné Hmotnost poměr. Tento zákon je spolu se zákonem více rozměrů základem pro stechiometrii v chemii.

Jinými slovy, bez ohledu na to, jak je sloučenina získána nebo připravena, bude vždy obsahovat stejné prvky ve stejném hmotnostním poměru. Například oxid uhličitý (CO₂) vždy obsahuje uhlík a kyslík v hmotnostním poměru 3: 8. Voda (H₂O) vždy sestává z vodíku a kyslíku v hmotnostním poměru 1: 9.

Objev tohoto zákona je připisován francouzskému lékárníkovi Joseph Proust, který prostřednictvím řady experimentů provedených v letech 1798 až 1804 dospěl k závěru, že chemické sloučeniny sestávají ze specifického složení. Vzhledem k atomové teorii Johna Daltona teprve začalo vysvětlovat, že každý prvek sestával z jednoho typu atomu a v té době většina vědců stále věřila, že se prvky mohou kombinovat v jakémkoli poměru, Proustovy dedukce byly výjimečný.

Při práci s chemickými problémy pomocí tohoto zákona je vaším cílem vyhledat nejbližší hmotnostní poměr mezi prvky. Je to v pořádku, pokud je procento pár setin off. Pokud používáte experimentální data, může být odchylka ještě větší.

Řekněme například, že pomocí zákona o stálém složení chcete ukázat, že dva vzorky oxidu měďnatého dodržují zákon. Váš první vzorek byl 1,375 g oxidu měďnatého, který byl zahříván vodíkem, čímž bylo získáno 1,098 g mědi. Pro druhý vzorek bylo 1,179 g mědi rozpuštěno v kyselině dusičné za vzniku dusičnanu měďnatého, který byl následně spálen za vzniku 1,476 g oxidu měďnatého.

Chcete-li problém vyřešit, musíte najít hmotnostní procento každého prvku v každém vzorku. Nezáleží na tom, zda se rozhodnete najít procento mědi nebo procento kyslíku. Stačí odečíst jednu z hodnot od 100 a získat procento dalšího prvku.

Napište, co víte:

V prvním vzorku:

oxid mědi = 1,375 g
měď = 1,098 g
kyslík = 1,375 - 1,098 = 0,277 g

procento kyslíku v CuO = (0,277) (100%) / 1,375 = 20,15%

Pro druhý vzorek:

měď = 1,179 g
oxid mědi = 1,476 g
kyslík = 1,476 - 1,179 = 0,297 g

procento kyslíku v CuO = (0,297) (100%) / 1,476 = 20,12%

Vzorky se řídí zákonem stálého složení, což umožňuje významné hodnoty a experimentální chyby.

Jak se ukazuje, existují výjimky z tohoto pravidla. Existuje několik nestechiometrických sloučenin, které vykazují různé složení od jednoho vzorku k druhému. Příkladem je wustit, druh oxidu železa, který může obsahovat 0,83 až 0,95 železa na každý kyslík.

Také proto, že existují různé izotopy atomů, může i normální stechiometrická sloučenina vykazovat změny ve složení hmoty, v závislosti na tom, který izotop atomů je přítomen. Obvykle je tento rozdíl relativně malý, přesto existuje a může být důležitý. Příkladem je hmotnostní podíl těžké vody ve srovnání s běžnou vodou.