Вьюник. Лекция № 2

Закон збереження маси

Закон постiйностi складу

Закон еквiвалентiв

Закон кратних вiдношень

А.– М. теорiя

Стехiометричнi закони (закони складу)

В‘юник I. М.

Хiмiчний факультет

Харкiвський нацiональний унiверситет iменi В.Н. Каразiна

Кафедра неорганiчної хiмiї

1/37

Закон збереження маси

Закон постiйностi складу

Закон еквiвалентiв

Закон кратних вiдношень

А.– М. теорiя

Перший кiлькiсний закон збереження маси речовини

Ломоносова Лавуазьє

Вiдкриття стехiометричних законiв хiмiї вiдноситься до порiвняно невеликого вiдрiзку часу на межi 18 19 столiть. На кiнець 18-го столiття хiмiя впритул пiдiйшла до кiлькiсного i якiсного вивчення речовини. Проте для цього багато чого ще не вистачало:

1Перш за все, хiмiки того часу не мали надiйних критерiїв, якi дозволили б вiдрiзнити хiмiчну сполуку вiд механiчної

сумiшi;

2Хiмiя мала дуже мало даних про хiмiчну взаємодiю (про способи прояву хiмiзму), тобто про хiмiчнi перетворення.

Справжня хiмiя бере свiй початок з часу створення першої матерiалiстичної теорiї. Серед перших вчених матерiалiстiв був великий росiйський вчений М. В. Ломоносов, який першим звернув увагу на чистоту речовини.

2/37

Закон збереження маси

Закон постiйностi складу

Закон еквiвалентiв

Закон кратних вiдношень

А.– М. теорiя

Перший кiлькiсний закон збереження маси речовини

Ломоносова Лавуазьє

Першим кiлькiсним законом був вiдомий Вам закон збереження маси речовини:

Маса речовин, якi вступили в реакцiю i маса речовин, якi утворюються пiсля реакцiї однаковi.

Цей простий i короткий висновок Ломоносова (1748 р.) пiсля незалежно вiдкритий Лавуазьє (1774 р.) мав велике значення взагалi i особливо для хiмiї:

1 Не допускав iдеалiстичного тлумачення рiзних хiмiчних перетворень i тим самим заперечував флогiстонну теорiю;

2Цей закон пiдводив до розумiння матерiальних складових частин речовини;

3Цей закон давав хiмiкам метод кiлькiсного визначення речовини. Вiн поклав початок кiлькiсному ваговому аналiзовi, перетворивши хiмiю в кiлькiсну науку.

3/37

Закон збереження маси

Закон постiйностi складу

Закон еквiвалентiв

Закон кратних вiдношень

А.– М. теорiя

Перший кiлькiсний закон збереження маси речовини

Ломоносова Лавуазьє

На базi цього закону в хiмiї була створена хiмiчна алгебра, яка дозволила робити в хiмiї рiзноманiтнi розрахунки.

Визначення кiлькiсних особливостей речовини привело до вiдкриття так званих законiв складу або стехiометричних законiв: постiйностi складу, еквiвалентiв, простих кратних (вагових) вiдношень.

4/37

Закон збереження маси

Закон постiйностi складу

Закон еквiвалентiв

Закон кратних вiдношень

А.– М. теорiя

Закон постiйностi складу

Закон постiйностi складу: Про те, що хiмiчнi сполуки складенi iз елементiв було вiдомо уже в 18 столiттi. Однак невiдомо було в постiйному чи змiнному спiввiдношеннi сполученнi мiж собою елементи. (цi питання цiкавили Ломоносова, Лавуазьє).

Пiд кiнець 18 столiття мiж двома видатними хiмiками Францiї Прустом i Бертолле виникла наукова дискусiя, яка продовжувалася бiльше 8 рокiв.

Пруст доказував, що елементи сполученi мiж собою в певних кiлькiсних спiввiдношеннях. а Бертолле це заперечував.

Перемогу в дискусiї одержав Пруст, який переконливо показав на великiй кiлькостi дослiдiв, що в природi iснує тiльки одна вода, де оксиген з‘єднаний з гiдрогеном у спiввiдношеннi 8 : 1, одна кухонна сiль, оксид залiза у Пiвденнiй та Пiвнiчнiй кулi однаковий i т. iнше.

5/37

Закон збереження маси

Закон постiйностi складу

Закон еквiвалентiв

Закон кратних вiдношень

А.– М. теорiя

Закон постiйностi складу

Формулiровка: Яким би шляхом не була одержана хiмiчна сполука її склад завжди постiйний.

З визнанням цього закону хiмiчною сполукою стали називати любу iндивiдуальну складну речовину, яка має постiйний склад.

Закон постiйностi складу вiдiграв велику роль у розвитку хiмiї. Вiн не є всезагальним. Цей закон має суттєвi обмеження, оскiльки тепер вiдомо немало сполук зi змiнним складом.

6/37

Закон збереження маси

Закон постiйностi складу

Закон еквiвалентiв

Закон кратних вiдношень

А.– М. теорiя

Закон постiйностi складу

Значення закону постiйностi складу:

1	З вiдкриттям закону появилася можливiсть вiдрiзнити хiмi-
	чну сполуку вiд механiчної сумiшi.
	Вiдкриття закону створило науковi основи для системати-
2
	чного накопичення вiдомостей про новi сполуки, що приве-
	ло до необхiдностi створення системи класифiкацiї та но-
	менклатури сполук.

3Вiдкриття закону вплинуло на розвиток хiмiї. Виникла можливiсть для бiльш точного визначення чистоти.

7/37

Закон збереження маси

Закон постiйностi складу

Закон еквiвалентiв

Закон кратних вiдношень

А.– М. теорiя

Закон еквiвалентiв

Закон еквiвалентiв: Поняття про закон постiйностi складу i закон еквiвалентiв развивалися майже паралельно. Проте для бiльш глибокої та всебiчної розробки та утвердження закону єквiвалентiв знадобилося бiльше часу.

Ще в 1792 роцi нiмецький хiмiк Рiхтер звернув увагу на те, що одна i таж кiлькiсть вапна сполучається з такими кiлькостями H2SO4 або HNO3, якi нейтралiзуються однаковою кiлькiстю поташа. Це наштовхнуло його на думку, що речовини взаємодiють мiж собою в певних частках.

Пiзнiше на це звернув увагу Дальтон, який ввiв поняття про частки сполучення (еквiваленти) i в 1803 роцi сформулював закон еквiвалентiв.

8/37

Закон збереження маси

Закон постiйностi складу

Закон еквiвалентiв

Закон кратних вiдношень

А.– М. теорiя

Закон еквiвалентiв

Поняття еквiвалента

Еквiвалентами називаються ваговi кiлькостi елементiв, якi сполучаються з 1.008 ваговою кiлькiстю гiдрогену або з 8 ваговими кiлькостями оксигену (або з вiдповiдними їм масовими частинами) або замiщують їх в хiмiчних сполуках. Нова формулiровка: хiмiчним еквiвалентом елемента або хiмiчної сполуки називається та їх масова кiлькiсть, яка зв‘язана в даннiй хiмiчнiй реакцiї з переходом N протонiв або N електронiв (N число Авогадро, 6.02 · 1023).

Закон еквiвалентiв. Елементи сполучаються або взаємозамiщують один одного в кiлькостях рiвних або пропорцiйних їх еквiвалентам.

Еквiваленти в хiмiчних сполуках можуть бути змiнними величинами. Еквiвалент елемента залежить вiд характеру перетворення, яке вiдбувається з елементом при утвореннi хiмiчної сполуки.

9/37

Закон збереження маси

Закон постiйностi складу

Закон еквiвалентiв

Закон кратних вiдношень

А.– М. теорiя

Закон еквiвалентiв

Фактор еквiвалентностi

Еквiвалент умовна часточка речовини, що в Z разiв менша за формульну одиницю.

Величина Z називається еквiвалентним числом i показує, яке число еквiвалентiв мiститься у формульнiй одиницi речовини.

Величина зворотня еквiвалентному числу називається фактором еквiвалентностi.

Фактор еквiвалентностi позначають f(назва речовини) i використовують при обчисленнi молярної маси еквiвалента

M(fекв.(x))x)

M(fекв.(x))x) = M(x) · fекв.(x)

10/37