Loven om konstant sammensetning i kjemi

Forstå masseforholdet mellom elementer

I henhold til loven om konstant sammensetning inneholder alle prøver av en forbindelse de samme masseforholdet mellom atomene til elementene. Rafe Swan / Getty Images

I kjemi, loven om konstant sammensetning (også kjent som loven om bestemte proporsjoner ) sier at prøver av en ren sammensatt alltid inneholde det samme elementer i den samme masse proporsjon. Denne loven, sammen med loven om flere proporsjoner, er grunnlaget for støkiometri i kjemi.

Med andre ord, uansett hvordan en forbindelse oppnås eller fremstilles, vil den alltid inneholde de samme grunnstoffene i samme masseforhold. For eksempel karbondioksid (CO_to) inneholder alltid karbon og oksygen i et masseforhold på 3:8. Vann (H_toO) består alltid av hydrogen og oksygen i et masseforhold på 1:9.

Loven om konstant komposisjonshistorie

Oppdagelsen av denne loven krediteres den franske kjemikeren Joseph Proust , som gjennom en rekke eksperimenter utført fra 1798 til 1804 konkluderte med at kjemiske forbindelser besto av en bestemt sammensetning. Med tanke på at John Daltons atomteori bare så vidt begynte å forklare at hvert element bestod av én type atom, og på den tiden trodde de fleste forskere fortsatt at elementer kunne kombineres i alle proporsjoner, Prousts utdrag var eksepsjonelle.

Eksempel på lov om konstant komposisjon

Når du jobber med kjemiproblemer ved å bruke denne loven, er målet ditt å se etter det nærmeste masseforholdet mellom elementene. Det er greit hvis prosentandelen er noen hundredeler av. Hvis du bruker eksperimentelle data, kan variasjonen være enda større.

La oss for eksempel si at ved å bruke loven om konstant sammensetning, vil du demonstrere at to prøver av kobber(II)oksid overholder loven. Din første prøve var 1,375 g kobberoksid, som ble oppvarmet med hydrogen for å gi 1,098 g kobber. For den andre prøven ble 1,179 g kobber oppløst i salpetersyre for å produsere kobbernitrat, som deretter ble brent for å produsere 1,476 g kobber(II)oksid.

For å løse problemet, må du finne masseprosenten av hvert element i hver prøve. Det spiller ingen rolle om du velger å finne prosentandelen kobber eller prosentandelen oksygen. Du vil ganske enkelt trekke en av verdiene fra 100 for å få prosenten av det andre elementet.

Skriv ned det du vet:

I den første prøven:

kobberoksid = 1,375 g
kobber = 1,098 g
oksygen = 1,375 - 1,098 = 0,277 g

prosent oksygen i CuO = (0,277)(100%)/1,375 = 20,15%

For den andre prøven:

kobber = 1,179 g
kobberoksid = 1,476 g
oksygen = 1,476 - 1,179 = 0,297 g

prosent oksygen i CuO = (0,297)(100%)/1,476 = 20,12%

Prøvene følger loven om konstant sammensetning, noe som tillater signifikante tall og eksperimentell feil.

Unntak fra loven om konstant komposisjon

Som det viser seg, er det unntak fra denne regelen. Det er noen ikke-støkiometriske forbindelser som viser en variabel sammensetning fra en prøve til en annen. Et eksempel er wustite, en type jernoksid som kan inneholde 0,83 til 0,95 jern per oksygen.

Også, fordi det er forskjellige isotoper av atomer, kan selv en normal støkiometrisk forbindelse vise variasjoner i massesammensetning, avhengig av hvilken isotop av atomene som er til stede. Vanligvis er denne forskjellen relativt liten, men den eksisterer og kan være viktig. Masseandelen av tungtvann sammenlignet med vanlig vann er et eksempel.