Lov om konstant sammensætning i kemi

I kemi er loven for konstant sammensætning (også kendt som loven om bestemte proportioner) angiver, at prøver af en ren forbindelse indeholder altid det samme elementer i det samme masse del. Denne lov sammen med loven i flere proportioner er grundlaget for støkiometri inden for kemi.

Med andre ord, uanset hvordan en forbindelse opnås eller fremstilles, vil den altid indeholde de samme elementer i den samme masseandel. For eksempel kuldioxid (CO₂) indeholder altid kulstof og ilt i et masseforhold på 3: 8. Vand (H₂O) består altid af brint og ilt i et masseforhold på 1: 9.

Opdagelsen af ​​denne lov krediteres den franske kemiker Joseph Proust, der gennem en række eksperimenter udført fra 1798 til 1804 konkluderede, at kemiske forbindelser bestod af en specifik sammensætning. At overveje John Daltons atomteori var først lige begyndt at forklare, at hvert element bestod af en type atom og på det tidspunkt troede de fleste forskere stadig, at elementer kunne kombinere i en hvilken som helst andel, Proust's fradrag var enestående.

Når du arbejder med kemiske problemer ved hjælp af denne lov, er dit mål at kigge efter det nærmeste masseforhold mellem elementerne. Det er okay, hvis procentdelen er et par hundrededele væk. Hvis du bruger eksperimentelle data, kan variationen muligvis være endnu større.

Lad os for eksempel sige, at du ved hjælp af loven om konstant sammensætning ønsker at demonstrere, at to prøver af kobberoxid overholder loven. Din første prøve var 1,375 g kobberoxid, der blev opvarmet med brint for at give 1,098 g kobber. For den anden prøve blev 1,179 g kobber opløst i salpetersyre for at fremstille kobbernitrat, som derefter blev brændt til frembringelse af 1,476 g kobberoxid.

For at løse problemet skal du finde masseprocenten af ​​hvert element i hver prøve. Det betyder ikke noget, om du vælger at finde procentdelen af ​​kobber eller procentdelen af ​​ilt. Du ville simpelthen trække en af ​​værdierne fra 100 for at få procentdelen af ​​det andet element.

Skriv ned, hvad du ved:

I den første prøve:

kobberoxid = 1,375 g
kobber = 1,098 g
ilt = 1,375 - 1,098 = 0,277 g

procent ilt i CuO = (0,277) (100%) / 1,375 = 20,15%

For den anden prøve:

kobber = 1,179 g
kobberoxid = 1,476 g
ilt = 1,476 - 1,199 = 0,297 g

procent ilt i CuO = (0,297) (100%) / 1,476 = 20,12%

Prøverne følger lovgivningen om konstant sammensætning, hvilket muliggør betydelige tal og eksperimentel fejl.

Som det viser sig, er der undtagelser fra denne regel. Der er nogle ikke-støkiometriske forbindelser, der udviser en variabel sammensætning fra en prøve til en anden. Et eksempel er wustite, en type jernoxid, der kan indeholde 0,83 til 0,95 jern pr. Oxygen.

Fordi der er forskellige isotoper af atomer, kan selv en normal støkiometrisk forbindelse udvise variationer i massesammensætning, afhængig af hvilken isotop af atomer der er til stede. Denne forskel er typisk relativt lille, men alligevel findes den og kan være vigtig. Masseprocenten af ​​tungt vand sammenlignet med almindeligt vand er et eksempel.