W chemii prawo stałego składu (znane również jako prawo określone proporcje) stwierdza, że próbki czystego złożony zawsze zawierają to samo elementy w tym samym masa proporcja. To prawo, wraz z prawem wielu proporcji, jest podstawą stechiometrii w chemii.
Innymi słowy, bez względu na to, jak związek jest otrzymywany lub przygotowywany, zawsze będzie zawierał te same pierwiastki w tej samej proporcji masowej. Na przykład dwutlenek węgla (CO2) zawsze zawiera węgiel i tlen w stosunku masowym 3: 8. Woda (H2O) zawsze składa się z wodoru i tlenu w stosunku masowym 1: 9.
Prawo stałej kompozycji historii
Odkrycie tego prawa przypisuje się francuskiemu chemikowi Joseph Proust, który poprzez serię eksperymentów przeprowadzonych w latach 1798–1804 stwierdził, że związki chemiczne miały określony skład. Biorąc pod uwagę teorię atomową Johna Daltona, dopiero zaczynał wyjaśniać, że każdy pierwiastek składa się z jednego rodzaju atomu w tym czasie większość naukowców nadal uważała, że pierwiastki mogą łączyć się w dowolnej proporcji, wywnioskował Proust wyjątkowy.
Przykład prawa stałego składu
Kiedy pracujesz z problemami chemicznymi przy użyciu tego prawa, Twoim celem jest poszukiwanie najbliższego stosunku masy między pierwiastkami. Jest w porządku, jeśli procent jest o kilka setnych mniejszy. Jeśli korzystasz z danych eksperymentalnych, zmiana może być jeszcze większa.
Na przykład, powiedzmy, że stosując prawo stałego składu, chcesz wykazać, że dwie próbki tlenku miedziowego są zgodne z prawem. Pierwszą próbką było 1,375 g tlenku miedziowego, który ogrzewano wodorem, otrzymując 1,098 g miedzi. W drugiej próbce 1,179 g miedzi rozpuszczono w kwasie azotowym z wytworzeniem azotanu miedzi, który następnie spalono z wytworzeniem 1,476 g tlenku miedziowego.
Aby rozwiązać problem, musisz znaleźć procent masy każdego elementu w każdej próbce. Nie ma znaczenia, czy zdecydujesz się znaleźć procent miedzi, czy procent tlenu. Wystarczy odjąć jedną z wartości od 100, aby uzyskać procent drugiego elementu.
Napisz, co wiesz:
W pierwszej próbce:
tlenek miedzi = 1,375 g
miedź = 1.098 g
tlen = 1,375 - 1,098 = 0,277 g
procent tlenu w CuO = (0,277) (100%) / 1,375 = 20,15%
Dla drugiej próbki:
miedź = 1,179 g
tlenek miedzi = 1,476 g
tlen = 1,476 - 1,179 = 0,297 g
procent tlenu w CuO = (0,297) (100%) / 1,476 = 20,12%
Próbki są zgodne z prawem stałego składu, co pozwala na znaczące liczby i błąd eksperymentalny.
Wyjątki od prawa stałego składu
Jak się okazuje, istnieją wyjątki od tej reguły. Istnieje kilka związków niestechiometrycznych, które wykazują zmienny skład od jednej próbki do drugiej. Przykładem jest wustite, rodzaj tlenku żelaza, który może zawierać 0,83 do 0,95 żelaza na każdy tlen.
Ponadto, ponieważ istnieją różne izotopy atomów, nawet normalny związek stechiometryczny może wykazywać zmiany w składzie masy, w zależności od tego, który izotop atomów jest obecny. Zazwyczaj różnica ta jest stosunkowo niewielka, ale istnieje i może być ważna. Przykładem jest udział masowy ciężkiej wody w porównaniu ze zwykłą wodą.