Одиннадцатый класс
  1. Основные концепции химии  1.1. Важность химии  1.2. Природа и область химии  1.3. законы химического соединения  1.3.1. Закон сохранения массы  1.3.2. Закон постоянства состава  1.3.3. Закон кратных отношений  1.3.4. Закон объемов газов  1.3.5. Закон Авогадро  1.4. Атомная теория Дальтона  1.5. Понятие моля и молярная масса  1.6. Процентный состав  1.7. Эмпирическая и молекулярная формула  1.8. Стехиометрия и стехиометрические расчеты  1.9. Концепция ограничивающего реагента
  2. Структура атома  2.1. Открытие электрона, протона и нейтрона  2.2. Атомная модель  2.2.1. Модель Томсона  2.2.2. Модель Резерфорда  2.2.3. Модель Бора  2.3. Квантово-механическая модель атома  2.4. Двойственная природа материи и излучения  2.5. Принцип неопределенности Гейзенберга  2.6. Квантовые числа  2.7. Атомные орбитали и их формы  2.8. Электронная конфигурация элементов  2.9. Aufbau principle  2.10. Принцип запрета Паули  2.11. Правило максимальной мультиплетности Хунда  2.12. Гипотеза де Бройля  2.13. Фотоэлектрический эффект
  3. Классификация элементов и периодичность в свойствах  3.1. Историческое развитие периодической таблицы  3.2. Современный периодический закон и периодическая таблица  3.3. Периодические тенденции в свойствах  3.3.1. Атомный и ионный радиус  3.3.2. Энтальпия ионизации  3.3.3. Энтальпия присоединения электрона  3.3.4. Электроотрицательность  3.3.5. Валентность  3.3.6. Металлические и неметаллические свойства  3.3.7. Степени окисления  3.4. Unusual Properties of the First Elements
  4. Chemical Bonding and Molecular Structure  4.1. Подход Косселя – Льюиса к химической связи  4.2. Ionic or electrovalent bond  4.3. Ковалентная связь и ее особенности  4.4. Параметры связи  4.5. Теория ВСЭПР  4.6. Теория валентных связей  4.7. Hybridization and its types  4.8. Теория молекулярных орбиталей  4.8.1. Порядок связей и стабильность  4.9. Водородная связь
  5. Состояния вещества  5.1. Межмолекулярные силы  5.2. Газовые законы  5.2.1. Закон Бойля  5.2.2. Закон Шарля  5.2.3. Закон Авогадро  5.2.4. Dalton's law of partial pressure  5.2.5. Закон диффузии Грэма  5.3. Уравнение идеального газа и его применения  5.4. Реальные газы и отклонения от идеального поведения  5.5. Кинетическая теория газов  5.6. Сжижение газов  5.7. Свойства жидкостей  5.8. Поверхностное натяжение и вязкость
  6. термодинамика  6.1. Система и окружающая среда  6.2. Типы систем в термодинамике  6.3. Виды процедур  6.4. Первый закон термодинамики  6.5. Внутренняя энергия и энтальпия  6.6. Теплоемкость и удельная теплоемкость  6.7. Закон постоянной суммы теплот Гесса  6.8. Энтальпия диссоциации связей  6.9. Энтальпия образования и сгорания  6.10. Энтальпия раствора и нейтрализации  6.11. Спонтанность и второй закон термодинамики  6.12. Свободная энергия Гиббса и ее применения
  7. Balance  7.1. Концепция равновесия  7.2. Константа равновесия и ее приложения  7.3. Принцип Ле Шателье  7.4. Ионное равновесие в растворах  7.5. Теория кислот и оснований  7.5.1. Концепция Аррениуса  7.5.2. Концепция Бренстеда-Лоури  7.5.3. Концепция Льюиса  7.6. Шкала pH и pOH  7.7. Эффект общего иона  7.8. Гидролиз солей  7.9. Буферные растворы и их механизм действия  7.10. Равновесие растворимости малорастворимых солей
  8. Редокс-реакции  8.1. Концепции окисления и восстановления  8.2. Степень окисления и её применения  8.3. Окислительно-восстановительные реакции в терминах передачи электронов  8.4. Балансировка окислительно-восстановительных реакций (методы чисел окисления и ионо-электронный метод)  8.5. Типы окислительно-восстановительных реакций  8.6. Электрохимические ячейки и окислительно-восстановительные реакции
  9. Водород  9.1. Положение водорода в периодической таблице  9.2. Изотопы водорода  9.3. Получение водорода  9.4. Свойства водорода  9.5. Гидриды и их классификация  9.6. Вода и тяжёлая вода  9.7. Перекись водорода и ее свойства  9.8. Использование водорода и его соединений
  10. Элементы s-блока (щелочные и щелочноземельные металлы)  10.1. Элементы группы 1 - свойства и тенденции  10.2. Элементы группы 2 - свойства и тенденции  10.3. Необычные свойства лития и бериллия  10.4. Важные соединения натрия и их применения  10.5. Важные соединения магния и кальция
  11. Некоторые элементы p-блока  11.1. Общее введение в элементы р-блока  11.2. Элементы группы 13  11.2.1. Бор и его соединения  11.3. Элементы группы 14  11.3.1. Углерод и его аллотропы  11.3.2. Важные соединения углерода и кремния
  12. Органическая химия - Некоторые основные принципы и техники  12.1. Классификация и номенклатура органических соединений  12.2. Структурное представление органических соединений  12.3. Классификация органических реакций  12.4. Электронные эффекты в органической химии  12.4.1. Индуктивный эффект  12.4.2. Резонансный эффект  12.4.3. Гиперконъюгация  12.5. Механизм реакции и промежуточные виды  12.6. Очистка и качественный анализ органических соединений
  13. Углеводороды  13.1. Углеводороды  13.1.1. Получение и свойства алкенов  13.2. алкены  13.2.1. Preparation and Properties of Alkenes  13.2.2. Электрофильные реакции присоединения  13.3. Алкины  13.3.1. Подготовка и свойства алкинов  13.4. Ароматические углеводороды  13.4.1. Структура и свойства бензола  13.4.2. Электрофильные реакции замещения бензола
  14. Экологическая химия  14.1. Загрязнение окружающей среды  14.2. Атмосферное загрязнение и парниковый эффект  14.3. Загрязнение воды и методы очистки  14.4. Загрязнение почвы и его последствия  14.5. Промышленные отходы и их обработка  14.6. Стратегии контроля загрязнения

Одиннадцатый класс → Основные концепции химии → законы химического соединения ↓


Закон постоянства состава


Закон постоянства состава, также называемый законом постоянства пропорций, является фундаментальным принципом химии, впервые сформулированным французским химиком Жозефом Прустом в 1797 году. Этот закон утверждает, что химическое соединение всегда будет содержать свои составные элементы в фиксированной пропорции по массе, независимо от источника или размера образца. Проще говоря, каждый чистый образец соединения состоит из тех же элементов в тех же пропорциях по массе.

Понимание закона

Чтобы лучше понять этот закон, давайте разберем его на примере. Рассмотрим соединение вода (H2O). Вода состоит из водорода и кислорода. Согласно закону постоянства состава, каждый образец чистой воды всегда будет иметь одинаковое соотношение водорода и кислорода, которое составляет примерно 2:16 или 1:8 по массе. Это означает, что в любом объеме воды масса кислорода всегда будет в восемь раз превышать массу водорода.

H2O: 
    2 части водорода 
+ 16 частей кислорода,
  = 18 частей H2O

Неважно, откуда вы возьмете образец воды, будь то из реки, моря, дождевой воды или полученной в лаборатории, если это чистая вода, то массовое соотношение водорода и кислорода всегда будет 1:8. Эта постоянность и гарантируется законом постоянства состава.

Теоретическая основа и значение

Закон постоянства состава важен, потому что он заложил основу для химических формул и концепции стехиометрии в химии. До исследований Жозефа Пруста среди химиков велись споры о том, могут ли элементы соединяться в любых пропорциях. Эксперименты Пруста показали, что конкретные соединения связаны определенными массовыми соотношениями.

Это открытие сыграло ключевую роль в развитии атомной теории. Оно подтвердило, что материя состоит из атомов, которые соединяются определенными способами для образования соединений. Если атомы - это крошечные частицы с одинаковыми массами, логично, что они будут соединяться в фиксированных целочисленных отношениях. Это понимание привело к химическим формулам, которые мы используем сегодня. Формула, такая как CO2, отражает конкретное соотношение атомов углерода и кислорода, которые соединяются, чтобы образовать углекислый газ.

Примеры фиксированных соотношений

Хлорид натрия

Хлорид натрия, более известный как поваренная соль, является еще одним примером. Химическая формула хлорида натрия - NaCl, что указывает на то, что атомы натрия (Na) и хлора (Cl) находятся в соотношении 1:1, что соответствует массовому соотношению примерно 23:35,5. Таким образом, в каждом образце хлорида натрия массовое соотношение массы натрия к массе хлора всегда будет примерно 23:35,5.

Хлорид натрия: 
    23 части натрия 
+ 35,5 частей хлора,
   = 58,5 частей NaCl

Неважно, откуда вы получите соль, это массовое соотношение остается постоянным, пока это чистый хлорид натрия.

Углекислый газ

Углекислый газ, широко известный как парниковый газ, также подчиняется этому правилу. Его химическая формула - CO2, которая указывает на соотношение одного атома углерода к двум атомам кислорода. По массе это эквивалентно примерно 12 частям углерода и 32 частям кислорода, всего 44 части. Таким образом, каждый раз, когда образуется углекислый газ, его массовое соотношение остается неизменным.

CO2: 
    12 частей углерода 
+ 32 части кислорода,
  = 44 части CO2

Визуализация соотношений на простом примере

Чтобы лучше понять эту концепцию, давайте используем простой пример фруктового салата. Представьте, что вы используете точно две части яблок и одну часть бананов, чтобы сделать фруктовый салат. Неважно, насколько он мал или велик, пока соотношение яблок и бананов остается неизменным, вкус и текстура салата не меняются. Точно так же закон постоянства состава гарантирует, что независимо от того, сколько химическое соединение используется, элементарный состав остается прежним.

Пример визуализации SVG: структура молекулы воды

Рассмотрите иллюстрацию молекулы воды ниже, которая показывает атомы водорода и кислорода в стабильном соотношении 2:1.


    
    
    
    
    
    O
    H
    H

Сложности и исключения из закона

Хотя закон постоянства состава широко применим, существуют определенные исключения и трудности, связанные с ним:

  • Нестоехиометрические соединения: Некоторые соединения, особенно оксиды металлов, могут иметь переменный состав. Например, оксид железа может существовать как FeO, Fe2O3 и т.д., в зависимости от метода и условий его образования.
  • Изотопные вариации: Различные изотопы элемента могут вызывать изменение массового соотношения, хотя атомное соотношение остается постоянным.
  • Примеси: В практических сценариях примеси могут влиять на наблюдаемую массу структуры, если соединение не очищено.

Заключение

Закон постоянства состава является краеугольным камнем химической науки, он необходим для понимания химических реакций и образования соединений. Он подтверждает, что элементный состав любого химического вещества является постоянным и предсказуемым, что способствует нашей способности использовать химические формулы для лаконичного описания соединений. Этот закон не только поддерживает атомную теорию, но и обеспечивает последовательность и надежность в химическом анализе и синтезе, что является незаменимым в научных открытиях и промышленных приложениях.

Хотя исключения из этого правила могут существовать из-за нестехиометрических соединений и изотопных вариаций, принцип остается центральным для классической химии и ее преподавания сегодня, и служит мостом к углубленному пониманию молекулярной химии и дальше.


Одиннадцатый класс → 1.3.2


U
username
0%
завершено в Одиннадцатый класс

← Предыдущий (1.3.1)
Закон сохранения массы
Следующий (1.3.3) →
Закон кратных отношений

Комментарии 



Закон постоянства состава

https://www.chemistryelite.com/g11/1.3.2?ceal=ru