Hukum komposisi konstan substansi. hukum konservasi dalam kimia

Kimia termasuk dalam kategori eksakta, dan di samping matematika dan fisika menetapkan hukum-hukum keberadaan dan pengembangan materi terdiri dari atom dan molekul. Semua proses yang terjadi dalam organisme hidup, dan di antara benda-benda alam benda mati, itu didasarkan pada fenomena konversi massa dan energi. Hukum komposisi konstan materi, yang akan dikhususkan untuk mempelajari artikel ini, terletak di jantung dari proses di dunia anorganik dan organik.

doktrin atom-molekul

Untuk memahami hukum yang mengatur materi kenyataannya, Anda harus memiliki gagasan tentang apa itu dibuat. Menurut ilmuwan besar Rusia M. V. Lomonosova "dalam kegelapan harus mematuhi fisika dan, khususnya, ahli kimia, tidak mengetahui struktur internal partikel." Dialah yang di 1741, pada awalnya secara teoritis dan kemudian dikonfirmasi oleh pengalaman, menemukan hukum kimia, merupakan dasar untuk studi hidup dan benda mati, yaitu: Semua zat terdiri dari atom, molekul mampu membentuk. Semua partikel-partikel ini berada dalam gerakan konstan.

Membuka dan kesalahan J.. Dalton

50 tahun kemudian Lomonosov mulai mengembangkan ide seorang ilmuwan Inggris John. Dalton. Para ilmuwan akan melakukan perhitungan yang paling penting untuk menentukan berat atom dari unsur-unsur kimia. Ini menjabat sebagai bukti utama asumsi ini: berat molekul dan zat dapat dihitung dari berat atom partikel dalam komposisi. Sebagai Lomonosov dan Dalton percaya bahwa, terlepas dari metode persiapan, senyawa molekul akan selalu memiliki komposisi kualitatif dan kuantitatif tidak berubah. Awalnya, itu adalah hukum keteguhan komposisi materi dirumuskan sedemikian rupa. Mengakui kontribusi luar biasa bagi ilmu pengetahuan Dalton, tidak bisa menyembunyikan kesalahan menjengkelkan: menyangkal struktur molekul zat sederhana seperti oksigen, nitrogen, hidrogen. Para ilmuwan percaya bahwa molekul hanya memiliki rumit kimia. Mengingat prestise yang sangat besar dalam komunitas ilmiah dari Dalton, delusi negatif mempengaruhi perkembangan ilmu kimia.

Sebagai atom ditimbang dan molekul

Penemuan dalil kimia seperti, sebagai hukum keteguhan komposisi materi, telah dimungkinkan berkat konsep konservasi zat massa, yang tidak bereaksi dan membentuk setelahnya. Selanjutnya Dalton pengukuran massa atom yang dilakukan I. Berzelius akurasi dari tabel berat atom dari unsur kimia dan menawarkan maju penunjukan mereka sebagai huruf Latin. Saat ini berat atom dan molekul ditentukan dengan menggunakan nanotube karbon. Hasil yang diperoleh dalam studi ini menegaskan hukum yang ada kimia. Sebelumnya peneliti telah menggunakan instrumen tersebut sebagai spektrometer massa, tapi teknik yang rumit ditimbang menjadi kelemahan spektrometri serius.

Mengapa begitu penting adalah hukum kekekalan massa zat

Dirumuskan M. V. Lomonosovym atas bernama postulat kimia membuktikan fakta bahwa selama reaksi atom adalah bagian dari reaktan dan produk tidak hilang dan muncul dari ketiadaan. Jumlah mereka disimpan tanpa perubahan sebelum dan sesudah proses kimia. The konstan sejak massa atom, fakta ini secara logis mengarah pada hukum kekekalan massa dan energi. Selain itu, ilmuwan menyatakan hukum ini, sebagai prinsip umum alam, membenarkan interkonversi energi dan keteguhan komposisi materi.

Ide J. Proust sebagai konfirmasi teori atom-molekul

Mengacu pada pembukaan dalil tersebut, sebagai hukum komposisi konstan. Kimia dari akhir 18 - awal abad ke-19 - ilmu di mana ilmuwan sengketa antara dua ilmuwan Perancis, J. Proust dan K. Berthollet. Asal mengklaim bahwa zat komposisi dibentuk oleh reaksi kimia, terutama tergantung pada sifat reagen. Berthollet percaya bahwa senyawa pada komposisi - produk reaksi juga dipengaruhi oleh jumlah relatif berinteraksi zat. Kebanyakan ahli kimia dalam studi awal telah mendukung gagasan Proust, yang dirumuskan sebagai berikut: komposisi senyawa kompleks selalu konstan dan tidak tergantung pada spesifikasi dari cara di mana itu diterima. Namun, penyelidikan lebih lanjut dari solusi cair dan padat (paduan) menegaskan pikir K. Berthollet. Zat-zat ini hukum komposisi konstan tidak dapat diterapkan. Selain itu, tidak bekerja untuk senyawa dengan kisi ionik. Komposisi zat ini tergantung pada metode yang mereka ditambang.

Setiap zat kimia, terlepas dari metode yang persiapan, komposisi kualitatif dan kuantitatif permanen. Formulasi ini mencirikan hukum keteguhan komposisi bahan yang diusulkan oleh J. Proust pada tahun 1808. Sebagai bukti dia mengutip berbentuk contoh berikut: perunggu dari Siberia memiliki komposisi yang sama seperti mineral yang ditambang di Spanyol; di dunia hanya ada satu cinnabar, dan tidak memiliki nilai material deposit diterima. Jadi Proust menekankan keteguhan komposisi materi, terlepas dari tempat dan metode produksi.

Tidak ada aturan tanpa pengecualian

Dari hukum perbandingan tetap, berarti pembentukan senyawa kompleks unsur-unsur kimia yang terhubung satu sama lain dalam rasio berat tertentu. Segera ilmu kimia muncul informasi tentang keberadaan zat dengan komposisi variabel, yang tergantung pada metode persiapan. ilmuwan Rusia M. Kurnakov diusulkan penamaan senyawa ini berthollides seperti titanium oksida, air berat, nitrida zirkonium.

Zat-zat ini per 1 bagian berat dari satu elemen memiliki jumlah yang berbeda dari unsur lainnya. Dengan demikian, di kompleks biner bismut dengan gallium pada satu bagian berat gallium jatuh 1,24-1,82 bagian dari bismut. Kemudian ahli kimia menemukan bahwa, selain senyawa logam satu sama zat-zat lain tidak mematuhi hukum perbandingan tetap, itu adalah dalam kelas senyawa anorganik sebagai oksida. Berthollides juga karakteristik sulfida, karbida, nitrida, dan hidrida.

Peran isotop

Setelah berada dalam kepemilikan hukum keteguhan materi, kimia sebagai ilmu pasti telah mampu menghubungkan karakteristik berat senyawa dengan kadar isotop dari unsur-unsur pembentuk itu. Ingat bahwa isotop dianggap atom dari unsur kimia dengan proton yang identik namun nomor yang berbeda nukleon. Mengingat kehadiran isotop, dapat dipahami bahwa komposisi berat senyawa mungkin variabel di bawah kondisi elemen konstan termasuk dalam substansi. Jika elemen meningkatkan kandungan isotop apapun dan berat dari substansi juga berubah. Sebagai contoh, air biasa terdiri dari 11% hidrogen, dan berat dibentuk oleh isotop-nya (deuterium) - 20%.

karakteristik berthollides

Seperti yang telah kita menjelaskan, undang-undang konservasi dalam kimia mengkonfirmasi ketentuan dasar dari teori atom-molekul dan benar-benar benar dengan substansi komposisi konstan - daltonides. Sebuah berthollides memiliki batas-batas yang dapat mengubah bagian berat dari unsur-unsur. Misalnya, dalam oksida dari tetravalen titanium per satu bagian berat logam jatuh 0,65-0,67 bagian oksigen. Komposisi non-permanen zat tidak memiliki struktur molekul, kisi kristal mereka terdiri dari atom. Oleh karena itu, senyawa kimia formula hanya mencerminkan batas-batas komposisi mereka. Yang berbeda mereka adalah zat yang berbeda. Suhu juga dapat mempengaruhi rentang komposisi unsur-unsur berat. Jika dua unsur kimia membentuk antara mereka beberapa zat - berthollides, maka mereka juga tidak bisa diterapkan dan hukum perbandingan berganda.

Dari semua contoh di atas menyimpulkan bahwa kimia teori dua kelompok zat yang hadir: komposisi konstan atau variabel. Memiliki sifat senyawa ini merupakan konfirmasi baik ajaran molekul atom. Dan di sini hukum komposisi konstan tidak lagi dominan dalam ilmu kimia. Tapi itu menggambarkan sejarah perkembangannya.