Zakon stalne kompozicije v kemiji

V kemiji je zakon stalne sestave (znan tudi kot zakon določena razmerja) navaja, da so vzorci čiste spojina vedno vsebujejo isto elementi v istem maša razmerje. Ta zakon je skupaj z zakonom več proporcij osnova za stehiometrijo v kemiji.

Z drugimi besedami, ne glede na to, kako spojino dobimo ali pripravimo, bo ta vedno vsebovala iste elemente v enakem masnem deležu. Na primer ogljikov dioksid (CO)₂) vedno vsebuje ogljik in kisik v masnem razmerju 3: 8. Voda (H₂O) je vedno sestavljen iz vodika in kisika v masnem razmerju 1: 9.

Odkritje tega zakona je zaslužno za francoskega kemika Jožef Proust, ki je skozi vrsto poskusov, ki so jih izvajali med 1798 in 1804, ugotovil, da so kemične spojine sestavljene iz posebne sestave. Glede na to, da je atomska teorija Johna Daltona šele začela razlagati, da je vsak element sestavljen iz ene vrste atoma in večina znanstvenikov je še vedno verjela, da se elementi lahko kombinirajo v kakršnem koli razmerju, Proustov sklep je bil izjemne.

Ko se s tem zakonom ukvarjate s težavami s kemijo, je vaš cilj iskati najbližje masno razmerje med elementi. V redu je, če odstotek odstopi nekaj stotih. Če uporabljate eksperimentalne podatke, je odstopanje morda še večje.

Recimo, da želimo z uporabo zakona konstantne sestave pokazati, da zakon upoštevata dva vzorca kurikovega oksida. Vaš prvi vzorec je bil 1,375 g klorovega oksida, ki smo ga segreli z vodikom, da smo dobili 1,098 g bakra. Za drugi vzorec je bilo 1.179 g bakra raztopljeno v dušikovi kislini, da nastane bakreni nitrat, ki je bil pozneje zgoren, da je nastalo 1.476 g klorovega oksida.

Če želite rešiti težavo, boste morali najti masni odstotek vsakega elementa v vsakem vzorcu. Ni važno, ali ste se odločili, da najdete odstotek bakra ali odstotek kisika. Eno od vrednosti bi preprosto odšteli od 100, da bi dobili odstotek drugega elementa.

Zapišite, kaj veste:

V prvem vzorcu:

bakrov oksid = 1,375 g
baker = 1.098 g
kisik = 1,375 - 1,098 = 0,277 g

odstotek kisika v CuO = (0,277) (100%) / 1,375 = 20,15%

Za drugi vzorec:

baker = 1.179 g
bakrov oksid = 1.476 g
kisik = 1,447 - 1,179 = 0,297 g

odstotek kisika v CuO = (0,297) (100%) / 1,447 = 20,12%

Vzorci sledijo zakonu konstantne sestave, kar omogoča pomembne številke in poskusne napake.

Kot kaže, pri tem pravilu obstajajo izjeme. Obstaja nekaj nestehiometričnih spojin, ki imajo različno sestavo od enega do drugega vzorca. Primer je wustite, vrsta železovega oksida, ki lahko vsebuje 0,83 do 0,95 železa na vsak kisik.

Ker obstajajo različni izotopi atomov, lahko celo običajna stehiometrična spojina kaže spremembe v masni sestavi, odvisno od izotopa atomov. Običajno je ta razlika razmeroma majhna, vendar obstaja in je lahko pomembna. Primer masenega deleža težke vode v primerjavi z navadno vodo.