Закон сталасці складу: фармулёўка, прыклады, значэнне

Адно і тое ж хімічнае злучэнне мае пастаянны склад, па-за залежнасці ад месца і спосабу атрымання ўзору. Да такой высновы адным з першых прыйшоў заснавальнік сучаснай хіміі, французскі вучоны А. дэ Лавуазье. Ён здолеў вызначыць склад вады, паветра, арганічных рэчываў, лічыў, што часціцы ўваходзяць у склад рэчываў у пэўных прапорцыях. Пазней іншым хімікам з Францыі Ж. Л. Пруста быў сфармуляваны закон сталасці складу. Абодва даследчыка нямала сіл прыклалі, каб адстаяць свае ідэі ў спрэчцы з навуковай супольнасцю.

Погляды на будова рэчыва на рубяжы XVIII і XIX стагоддзяў

Хімічныя элементы, злучаючыся адзін з адным у розных суадносінах, ўтвараюць мноства рэчываў. Кожнае з іх характарызуецца пэўным наборам атамаў і суадносінамі іх мас. Але да канца XVIII стагоддзя шматлікія навукоўцы лічылі інакш. Праблема для іх заключалася ў недакладнасці колькасных методык. Да таго ж пазіцыі атамна-малекулярных поглядаў у той час былі зыбкімі, панавала тэорыя флогистона - міфічнага элемента. У ўсталяванне колькаснага складу рэчывы значны ўклад унеслі:

• А. дэ Лавуазье;
• М. В. Ламаносаў;
• Ж. Л. Пруст;
• Д. Дальтона.

Заслуга Ж. Л. Пруста заключаецца ў тым, што ён ўдасканаліў колькасныя метады Лавуазье, строга ім ішоў. Навуковец прапанаваў закон сталасці складу, захавання суадносін элементаў у узорах злучэнняў. Працу ў гэтым кірунку Пруст пачаў яшчэ ў канцы XVIII стагоддзя, але прызнанне яго працы атрымалі толькі ў 1808 годзе. Джон Дальтон прыкладна ў гэты ж час увёў ўяўленне пра атамы і масах гэтых часціц, кратных суадносінах.

Біяграфія Ж. Л. Пруста

Вучоны, які прапанаваў закон сталасці складу, з'явіўся на свет 26 верасня 1754 года на захадзе Францыі. Бацька Жозэфа Луі быў аптэкарам у горадзе Анже. Ён і прылучыў сына да досведаў з хімічнымі рэчывамі. Юнак працягнуў навучанне ў Парыжы, дзе пазнаёміўся з Лавуазье і яго навуковымі ідэямі. У 1776 году Пруст апублікаваў свае першыя сур'ёзныя працы ў галіне хіміі. З 1799 па 1806 год вучоны кіраваў лабараторыі ў Мадрыдзе. У Францыю Пруст вярнуўся ў 1806 годзе. Пасля кароткага знаходжання ў Парыжы Жозэф Луі адправіўся ў родныя мясціны. У 1808-1816 гадах атрымалі прызнанне яго працы ў галіне вывучэння складу рэчываў, у тым ліку глюкозы. У 1817-м ён выйшаў у адстаўку і жыў у адзіноце да канца сваіх дзён (1826). Пруст быў адным з выбітных навукоўцаў свайго часу, Рыцарам Ганаровага легіёна, членам Каралеўскай акадэміі навук Неапаля.

Закон сталасці складу. прыклады

Ж. Л. Пруст адкрыў глюкозу, праславіўся бліскучай перамогай у навуковай палеміцы з суайчыннікам Бертолле, прычынай якой стаў закон сталасці складу. Фармулёўка, прапанаваная Пруста, абвяшчае: калі некалькі элементаў ўтвараюць хімічна чысты ўзор, то ён складаецца з адных і тых жа атамаў. Адносіны іх мас і колькасці таксама носяць пастаянны характар. прыклады:

1. Хларыд натрыю (NaCl) можна атрымаць пры ўзаемадзеянні салянай кіслаты з гідраксідам натрыю. Другі спосаб - апрацоўка салянай кіслатой карбанату натрыю. У двух розных хімічных рэакцыях атрымліваем злучэнне, формула якога NaCl. І ў першым, і ў другім выпадку рэчыва змяшчае 39,33% натрыю і 60,66% хлору.
2. Кісларод (хімічны знак O) пры ўтварэнні малекулы вады злучаецца з адным і тым жа колькасцю вадароду (H). Калі ўзаемадзейнічае 1,11 г вадароду з 8,89 г кіслароду, то ўтворыцца 10 г вады (H ₂ O). Павелічэнне колькасці аднаго з рэчываў прыводзіць да такога ж выніку. Ня адрэагуюць атамы таго элемента, якога ўзялі ў лішку. Маса вады ў гэтым вопыце застаецца такой жа - 10 г, склад яе малекул адлюстроўвае формула H ₂ O.

Значэнне адкрыцця сталасці складу

У пачатку XIX стагоддзя ў тэарэтычнай хіміі зацвердзіліся законы, якія злучаюць рэчывы, апісваюць іх суадносіны. Вывучалі якасныя і колькасныя характарыстыкі многія навукоўцы, якія прапанавалі універсальныя фармулёўкі. Асноватворнымі былі ідэі М. В. Ламаносава аб захаванні масы ў хімічных ператварэннях. Усталяваны Ж. Л. Пруста закон сталасці складу таксама мае вялікае значэнне для навукі і практыкі. На падставе гэтай заканамернасці формулу вады запісваюць толькі ў выглядзе H ₂ O, а склад сернай кіслаты - H ₂ SO _4. Але закон Пруста не мае такога ўсёабдымнага характару, як вучэнне Ламаносава. Таму яго фармулёўку ўдакладнілі пасля адкрыцця ізатопаў. Так называюць атамы аднаго і таго ж элемента, якія маюць розную масу. Суадносіны часціц у складзе ўзору з'яўляецца пастаяннай велічынёй, але толькі пры ўмове нязменнага ізатопнага складу. Напрыклад, масавы склад вадароду і кіслароду ў звычайнай і цяжкай вадзе адрозніваецца. Другая вадкасць змяшчае ізатоп вадароду - дэйтэрый. Маса цяжкай вады больш, чым звычайнай.

Сучасныя погляды на склад рэчывы

У адпаведнасці з фармулёўкай Пруста суадносіны мас атамаў, якія складаюць пэўнае рэчыва, носіць пастаянны характар, не залежыць ад спосабу атрымання ўзору. У пачатку XX стагоддзя пры вывучэнні сплаваў металаў былі адкрыты злучэння з пераменным складам. У гэтым выпадку адзінцы вагі аднаго хімічнага элемента могуць адпавядаць розныя масы іншага элемента. Напрыклад, у злучэннях талію з вісмутам на адзінку масы першага прыходзіцца ад 1,2 да 1,8 адзінкі вагі другога элемента. Такія прыклады можна знайсці сярод интерметаллических рэчываў, аксідаў, злучэнняў серы, азоту, вугляроду, вадароду з металамі. Такім чынам, законы, адкрытыя Пруста і Дальтона, справядлівыя цалкам толькі ў дачыненні да тых рэчываў, што маюць малекулярнае будынак. Да іх ставяцца шматлікія кіслаты, аксіды, гидриды. Якасная і колькасная структура падобных злучэнняў з'яўляецца сталай. Напрыклад, склад вады ў атмасферы, Сусветным акіяне, ледніках і жывых арганізмах адлюстроўвае формула H ₂ O.