Derzeit wird das Gesetz der Konstanz der Zusammensetzung betrachtet. Das Gesetz der Konstanz der Zusammensetzung der Materie. Erhaltungsgesetze in der Chemie

In der letzten Lektion haben Sie das Konzept des Massenanteils eines chemischen Elements in einem Stoff kennengelernt und festgestellt, dass dieser Wert nicht von der Masse des Stoffes selbst abhängt. Diese Lektion ist dem Studium des Gesetzes der Konstanz der Zusammensetzung der Materie gewidmet. Aus den Unterrichtsmaterialien erfahren Sie, wer dieses Gesetz entdeckt hat.

Thema: Erste chemische Ideen

Lektion: Konstanz der Zusammensetzung der Materie

Wissenschaftler des 17.-18. Jahrhunderts. viele quantitative Messungen durchgeführt, inkl. per Definition eines Elements in einer Substanz. Die Ergebnisse ihrer Experimente waren jedoch ungenau und stimmten daher nicht überein.

Der französische Chemiker Claude Louis Berthollet versuchte nachzuweisen, dass die Zusammensetzung von Stoffen von den Mengenverhältnissen abhängt, in denen die reagierenden Stoffe vorkommen.

Reis. 1. Claude Louis Berthollet

Im Gegensatz dazu führte ein anderer französischer Chemiker, Joseph Louis Proust, viele Experimente durch, um die Zusammensetzung verschiedener Substanzen zu untersuchen, und kam zu dem Schluss, dass die Zusammensetzung der Substanz konstant sei.

Reis. 2. Joseph Louis Proust

Im Jahr 1808 formulierte Proust Gesetz der Konstanz der Stoffzusammensetzung: « Stoffe haben unabhängig von der Art und dem Ort ihrer Herstellung eine konstante Zusammensetzung.“

In seiner Kupferstudie von 1799 zeigte Proust, dass natürliches Kupfercarbonat und von Chemikern im Labor hergestelltes Kupfercarbonat die gleiche Zusammensetzung haben.

Es gibt keinen Unterschied zwischen Wasser aus unserem Wasserhahn, Wasser aus einer Quelle oder synthetisch gewonnenem Wasser (gemeint ist die Zusammensetzung des Wassers, nicht die Zusammensetzung der Mischung). Wasser enthält immer 11,1 Masse-% Wasserstoff und 88,9 Masse-% Sauerstoff.

Aber die Natur ist viel vielfältiger als jede vom Menschen geschaffene Theorie. Und es gibt Ausnahmen vom Gesetz der Konstanz der Stoffzusammensetzung. Im 20. Jahrhundert wurde entdeckt, dass einige Verbindungen keine konstante Zusammensetzung haben.

Daher kann man nicht sagen, dass Claude Berthollet völlig falsch lag. Das Gesetz der Konstanz der Stoffzusammensetzung hat Grenzen.

Es gibt Substanzen mit variabler Zusammensetzung; sie wurden nach Berthollet benannt – Berthollides.

Berthollide sind Verbindungen variabler Zusammensetzung, die nicht den Gesetzen konstanter und mehrfacher Verhältnisse gehorchen. Berthollide sind nichtstöchiometrische binäre Verbindungen unterschiedlicher Zusammensetzung, die von der Herstellungsmethode abhängt. Zahlreiche Fälle der Bildung von Bertholliden wurden in Metallsystemen sowie bei Oxiden, Sulfiden, Carbiden, Hydriden usw. entdeckt. Beispielsweise kann Vanadium(II)-oxid je nach Zusammensetzung eine Zusammensetzung von V 0,9 bis V 1,3 haben Produktionsbedingungen.

1. Aufgaben- und Übungssammlung Chemie: 8. Klasse: zum Lehrbuch von P.A. Orzhekovsky und andere. „Chemie, 8. Klasse“ / P.A. Orzhekovsky, N.A. Titov, F.F. Hegel. - M.: AST: Astrel, 2006. (S. 25-28)

2. Ushakova O.V. Arbeitsbuch Chemie: 8. Klasse: zum Lehrbuch von P.A. Orzhekovsky und andere. „Chemie. 8. Klasse“ / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orzhekovsky; unter. Hrsg. Prof. P.A. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (S.21-23)

3. Chemie: 8. Klasse: Lehrbuch. für die Allgemeinbildung Institutionen / P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005.(§9)

4. Chemie: anorg. Chemie: Lehrbuch. für die 8. Klasse. Allgemeinbildung Institutionen / G.E. Rudzitis, Fyu Feldman. - M.: Bildung, OJSC „Moscow Textbooks“, 2009. (§§10,14)

5. Enzyklopädie für Kinder. Band 17. Chemie / Kapitel. Hrsg. V.A. Wolodin, Ved. wissenschaftlich Hrsg. I. Leenson. - M.: Avanta+, 2003.

Zusätzliche Webressourcen

1. Einheitliche Sammlung digitaler Bildungsressourcen ().

2. Elektronische Version der Zeitschrift „Chemistry and Life“ ().

Hausaufgaben

Mit. 22-23 Nr. 3.7 aus dem Arbeitsbuch Chemie: 8. Klasse: zum Lehrbuch von P.A. Orzhekovsky und andere. „Chemie. 8. Klasse“ / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orschekowski; unter. Hrsg. Prof. P.A. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006.

GRUNDGESETZE DER CHEMIE

Gesetz der Erhaltung der Masse

Der Massenerhaltungssatz lässt sich wie folgt formulieren:

„Die Masse der Stoffe, die eine chemische Reaktion eingehen, ist gleich der Masse der Stoffe, die als Ergebnis der Reaktion entstehen.“

Die Entdeckung dieses Gesetzes wird M.V. zugeschrieben. Lomonosov (1748 und 1756 von ihm experimentell bestätigt), obwohl er sich selbst nicht die Urheberschaft zuschrieb. In der ausländischen Literatur wird die Entdeckung dieses Gesetzes A. Lavoisier (1789) zugeschrieben.

Dieses Gesetz gilt mit großer Genauigkeit für alle chemischen Reaktionen, da der Massendefekt unverhältnismäßig klein ist

Nach der Entdeckung der speziellen Relativitätstheorie erhielt die Masse neue Eigenschaften:

1. Die Masse eines Objekts hängt von seiner inneren Energie ab. Bei der Aufnahme von Energie nimmt die Masse zu, bei der Abgabe von Energie nimmt die Masse ab. Besonders auffällig ist die Massenänderung bei Kernreaktionen. Bei chemischen Reaktionen ist die Massenänderung vernachlässigbar gering – bei einer thermischen Wirkung der Reaktion von 100 kJ/mol beträgt die Massenänderung ~10 –9 g/mol, wenn ein Eisen um 200 °C erhitzt wird Masse nimmt um Δm/m~10 -12 zu

2. Masse ist keine additive Größe, das heißt, die Masse des Systems ist nicht gleich der Summe der Massen seiner Komponenten, zum Beispiel die Vernichtung eines Elektrons und eines Positrons, Teilchen mit einer Ruhemasse von Photonen keine Ruhemasse haben, die Masse des Deuteriums nicht gleich der Summe der Massen eines Protons und eines Neutrons ist usw. d.

Daraus folgt, dass der Massenerhaltungssatz eng mit dem Energieerhaltungssatz zusammenhängt, der durch die spezielle Relativitätstheorie erklärt wird und mit der gleichen Einschränkung erfüllt ist – dem Energieaustausch zwischen dem System und dem Äußeren Umgebung muss berücksichtigt werden.

Gesetz der Äquivalente

Entdeckt als Ergebnis chemischer Experimente von I. Richter in den Jahren 1791-1798

Die ursprüngliche Formulierung des Äquivalentgesetzes (der Begriff „Äquivalent“ wurde 1767 von G. Cavendish eingeführt) lautete wie folgt: „Wenn die gleiche Menge einer Säure durch unterschiedliche Mengen zweier Basen neutralisiert wird, dann sind diese Mengen äquivalent und.“ neutralisiert durch die gleiche Menge einer anderen Säure.“

Vereinfacht gesagt interagieren chemische Verbindungen nicht in willkürlichen, sondern in genau definierten Mengenverhältnissen.

Dieses Gesetz warf jedoch die Frage nach der Konstanz der Zusammensetzung des Stoffes auf. Der bedeutendste Wissenschaftler der Zeit, Claude Louis Berthollet, schlug 1803 die Theorie der chemischen Affinität vor, die auf den Anziehungskräften beruhte und von der Dichte der Substanz und ihrer Menge abhängt. Er vertrat die Annahme, dass die elementare Zusammensetzung eines Stoffes je nach den Bedingungen, unter denen er gewonnen wurde, in gewissen Grenzen variieren könne. Dauerhafte Verbindungen in Verbindungen können laut Bertholla nur dann auftreten, wenn bei der Bildung solcher Verbindungen eine signifikante Änderung der Dichte und damit der Adhäsionskräfte eingetreten ist. Somit verbinden sich Wasserstoff- und Sauerstoffgase in konstanten Verhältnissen zu Wasser, da Wasser eine Flüssigkeit mit einer viel höheren Dichte ist als die ursprünglichen Gase. Ist die Änderung von Dichte und Kohäsion bei der Bildung einer Verbindung jedoch unbedeutend, entstehen Stoffe unterschiedlicher Zusammensetzung in einem weiten Bereich der Verhältnisse der Bestandteile. Die Grenzen für die Bildung solcher Verbindungen sind die gegenseitigen Sättigungszustände der Bestandteile. Berthollets Lehre, die die Konstanz der Proportionen in chemischen Verbindungen ablehnte, stieß trotz Berthollets hoher wissenschaftlicher Autorität auf offensichtliches Misstrauen. Die meisten analytischen Chemiker, darunter auch Klaproth und Vauquelin, wagten es jedoch nicht, Berthollets Aussagen offen zu widerlegen. Nur ein damals wenig bekannter Madrider Chemiker, Proust, zögerte nicht, Berthollets Ansichten zu kritisieren und auf seine experimentellen Fehler und falschen Schlussfolgerungen hinzuweisen. Nach dem Erscheinen von Prousts erstem kritischen Artikel (1801) hielt Berthollet es für notwendig, auf diesen zu reagieren und seine Positionen zu verteidigen. Es kam zu einer interessanten und historisch sehr wichtigen Kontroverse, die mehrere Jahre (bis 1808) andauerte. Und obwohl Prousts Argumente Berthollet, der bereits 1809 die Möglichkeit der Existenz von Verbindungen variabler Zusammensetzung erkannte, offenbar nicht vollständig überzeugten, waren sich alle Chemiker einig auf dem Standpunkt Proust, dem daher das Verdienst zukommt, das Gesetz der Konstanz der Zusammensetzung chemischer Verbindungen experimentell festzustellen.

Gesetz der Konstanz der Zusammensetzung

Das Gesetz der Konstanz der Zusammensetzung (konstante Beziehungen) wurde vom französischen Wissenschaftler Joseph Louis Proust entdeckt. Und das wurde zu einem der wichtigsten chemischen Gesetze.

Gesetz der Konstanz der Zusammensetzung- Jede bestimmte chemisch reine Verbindung besteht unabhängig von der Methode ihrer Herstellung aus denselben chemischen Elementen, und die Verhältnisse ihrer Massen sind konstant und die relativen Zahlen ihrer Atome werden in ganzen Zahlen ausgedrückt.

Das Gesetz der Konstanz der Zusammensetzung und Stöchiometrie von Verbindungen galt lange Zeit als unerschütterlich. Allerdings zu Beginn des 20. Jahrhunderts. I. S. Kurnakov kam aufgrund seiner Forschungen zu dem Schluss, dass es nichtstöchiometrische Verbindungen gibt, die sich durch eine variable Zusammensetzung auszeichnen. Sogar D. I. Mendeleev (1886) kam aufgrund seiner eigenen Beobachtungen und der zahlreichen bis dahin gesammelten experimentellen Daten zu dem Schluss, dass es Stoffe mit variabler Zusammensetzung gibt und dass es sich bei diesen Verbindungen nur um echte chemische Verbindungen handelt Dissoziation. N. S. Kurnakov bemerkte, dass es ein Fehler wäre, Verbindungen variabler Zusammensetzung als etwas Seltenes und Außergewöhnliches zu betrachten. N. S. Kurnakov nannte permanente Formationen farbenblind zu Ehren von D. Dalton, der die atomar-molekulare Theorie umfassend auf chemische Phänomene anwendete. Nichtstöchiometrische Verbindungen wurden nach C. Berthollet benannt Berthollides. Nach seinen Vorstellungen handelt es sich bei Bertholliden um eigentümliche chemische Verbindungen variabler Zusammensetzung, deren Existenzform kein Molekül, sondern eine Phase, also ein chemisch gebundenes riesiges Aggregat von Atomen ist. Die klassische Valenztheorie ist auf Verbindungen vom Berthollid-Typ nicht anwendbar, da sie durch eine variable Wertigkeit gekennzeichnet sind, die sich kontinuierlich und nicht diskret ändert. Die Auflistung synthetisierter und bekannter Verbindungen legt nahe, dass die meisten von ihnen zum Berthollid-Typ gehören. Grundsätzlich ist jede feste Verbindung, mit Ausnahme von Stoffen mit Molekülgitter, eine Verbindung variabler Zusammensetzung.

Berthollide sind laut Kurnakov feste Lösungen chemischer Verbindungen konstanter Zusammensetzung, die im freien Zustand instabil sind. Nachdem Kurnakov auf diese Weise Verbindungen konstanter und variabler Zusammensetzung charakterisiert hatte, kam er zu dem Schluss, dass sowohl Proust als auch Berthollet mit ihren Aussagen Recht hatten.

Die Einfachheit der Komposition vieler Bertholliden gilt jedoch als konstant. Beispielsweise wird die Zusammensetzung von Eisen(II)-oxid als FeO angegeben (anstelle der genaueren Formel Fe 1-x O).

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Erstellungsdatum der Seite: 25.10.2017

Jeder Reinstoff hat unabhängig von der Art seiner Herstellung eine konstante quantitative und qualitative Zusammensetzung.

Die qualitative Zusammensetzung eines Stoffes zeigt an, aus welchen Atomen der Elemente seine Moleküle aufgebaut sind. Die quantitative Zusammensetzung gibt an, wie viele Atome jedes Elements im Molekül (Formeleinheit) eines Stoffes enthalten sind bzw. wie groß der Massenanteil des Elements im Stoff ist. Ammoniakmoleküle (NH 3) bestehen beispielsweise aus Atomen der chemischen Elemente Stickstoff (N) und Wasserstoff (H). Dies ist eine hochwertige Komposition. Darüber hinaus besteht ein Molekül aus drei H-Atomen und einem N-Atom. Dies ist eine quantitative Zusammensetzung. Wir können Ammoniak auf viele Arten erhalten:

1. N 2 + 3H 2 = 2NH 3;

2. NH 4 NO 3 + NaOH = NaNO 3 + H 2 O + NH 3;

3. NH 4 Cl NH 3 + HCl.

Nach dem Gesetz der Zusammensetzungskonstanz besteht das NH 3 -Molekül jedoch unabhängig von der Herstellungsmethode immer aus einem N-Atom und drei H-Atomen.

Das Gesetz der Konstanz der Zusammensetzung eines Stoffes ist immer nur für Stoffe mit molekularer Struktur erfüllt, d.h. für alle Flüssigkeiten, Gase und Feststoffe mit einem molekularen Kristallgitter.

Bei festen Stoffen mit einem atomaren, ionischen oder metallischen Kristallgitter ist das Gesetz der Konstanz der Zusammensetzung des Stoffes oft nicht erfüllt. Dies hat zwei Gründe:

1. Das Vorhandensein von Fremdatomen oder -ionen in Form von Verunreinigungen an den Knotenpunkten des Kristallgitters.

2. Das Vorhandensein verschiedener Defekte im Kristallgitter, zum Beispiel Leerstellen oder Hohlräume.

Die Anzahl solcher Defekte sowie die Anzahl und Art der Einschlüsse von Fremdverunreinigungen im Kristallgitter des Stoffes hängen in diesem Fall von der Methode seiner Herstellung ab. Das bedeutet, dass seine Zusammensetzung von der Art der Gewinnung des Stoffes abhängt.

Aus dem Gesetz der Konstanz der Zusammensetzung ergibt sich eine wichtige Schlussfolgerung:

Die Verhältnisse zwischen den Massen der Elemente, aus denen eine bestimmte Verbindung besteht, sowie die Verhältnisse zwischen ihren chemischen Mengen sind konstant und hängen nicht von der Methode zur Gewinnung dieser Verbindung und ihrer verfügbaren Menge ab.

In diesem Zusammenhang wird es möglich, empirische oder einfachste Formeln von Stoffen anhand der Werte der Massenanteile der in ihrer Zusammensetzung enthaltenen chemischen Elemente zu ermitteln. Für Stoffe nichtmolekularer Struktur fungieren ihre Formeleinheiten als empirische Formeln.

Gesetz der Vielfachen

Bilden zwei Elemente mehrere Molekülverbindungen miteinander, so stehen die Massen des einen Elements pro gleicher Masse des anderen als kleine ganze Zahlen zueinander in Beziehung.

Beispiel 1. Finden wir die empirische Formel einer Substanz bestehend aus Natrium-, Phosphor- und Sauerstoffatomen, deren Massenanteile darin jeweils betragen: 42,073 %; 18,903 % und 39,024 %.

Gegeben:

ω,%(Na) = 42,073; ω,%(P) = 18,903; ω,%(O) = 39,024.

Finden: Die empirische Formel Na x P y O z - ?

Lösung:

Massenanteile der Elemente (E), ausgedrückt in %, entsprechen numerisch der Masse der Atome dieser Elemente m(E) in 100 Gramm eines Stoffes. Wenn wir also 100 g eines Stoffes haben, betragen die Massen der darin enthaltenen Elemente Na, P und O jeweils 42,073 g; 18,903 g und 39,024 g. Verwenden wir das Verhältnis

, Wo

n(E) – Stoffmenge; Anzahl der Mole der Atome des Elements E, mol;

m(E) – Masse der Atome eines chemischen Elements, g;

M(E) – Masse eines Mols Atome des chemischen Elements E, g/mol.

.

In einem Mol einer Substanz ist die Anzahl der Atommole jedes Elements (n(Na), n(P), n(O)) eine ganze Zahl, aber das Verhältnis zwischen ihnen ist das gleiche wie in 100 Gramm des Stoffes. Stellen wir uns in diesem Zusammenhang die Beziehung zwischen n(Na), n(P) und n(O) als Verhältnis einfacher ganzer Zahlen vor, die in einem Mol einer Substanz beobachtet werden.

n(Na) : n(P) : n(O) = 1,8: 0,6: 2,4

Teilen wir jeden Term dieses Verhältnisses durch 0,6.

n (Na): n (P): n (O) = 1,8/0,6: 0,6/ 0,6: 2,4/ 0,6 = 3: 1: 4.

Die Na-, P- und O-Atome stehen im Stoff im gleichen Mengenverhältnis: x = 3, y = 1, z = 4.

Seine einfachste Formel ist Na 3 PO 4.

Antwort: Die Summenformel des Stoffes lautet: Na 3 PO 4.

Für die meisten Stoffe nichtmolekularer Struktur stimmen solche Summenformeln mit den Formeleinheiten dieser Stoffe überein. Stoffe mit molekularer Struktur haben ihre wahre Struktur, d.h. Die Summenformel stimmt nicht immer mit der so ermittelten empirischen Formel überein. Um die wahre (Molekül-)Formel eines Stoffes zu finden, ist es in diesem Fall notwendig, seine Mol- oder Molekülmasse zu kennen.

Beispiel 2. Finden wir die Summenformel eines Kohlenwasserstoffs, dessen Massenanteile an Kohlenstoff und Wasserstoff 85,72 % bzw. 14,28 % betragen und dessen relatives Molekulargewicht 28 beträgt.

Gegeben:

ω,%(C) = 85,72; ω,%(N) = 14,28; Mr (Kohlenwasserstoff) = 28.

Finden: Summenformel des Kohlenwasserstoffs, C x H y - ?

Lösung:

Lassen Sie uns die Anzahl der Mol an C- und H-Atomen ermitteln, die in 100 Gramm Kohlenwasserstoff enthalten sind.

, .

Stellen wir uns die Beziehung zwischen n(C) und n(H) als Verhältnis einfacher Ganzzahlen vor:

n(C): n(H) = 7,14: 14,28 = 7,14/7,14: 14,28/7,14 = 1: 2; x = 1, y = 2.

Das bedeutet, dass die Summenformel des Stoffes C x H y – CH 2 lautet.

Ermitteln wir die relative Molekülmasse von CH 2: indem wir die relativen Atommassen aller Atome addieren, aus denen das Molekül besteht.

M r (CH 2) = A r (C) + 2 A r (H) = 12 + 1 × 2 = 14.

Bestimmen wir die Beziehung zwischen M r (Kohlenwasserstoff) und M r (CH 2):

.

Dies bedeutet, dass der Zahlenwert der Indizes x und y in der Summenformel 2-mal größer ist als in der empirischen. Somit lautet die Summenformel des Stoffes C 2 H 4.

Antwort: Die Summenformel des Kohlenwasserstoffs lautet C 2 H 4.

Beispiel 3. Wenn Stickstoff mit Sauerstoff reagiert, entstehen fünf Oxide. Für 1 Gramm Stickstoff in den resultierenden Molekülen gibt es 0,57, 1,14, 1,71, 2,28, 2,85 Gramm Sauerstoff. Leiten Sie die Summenformeln der resultierenden Oxide her.

Gegeben:

1 g (N): 0,57 g (O); 1 g (N): 1,14 g (O); 1 g (N): 1,71 g (O); 1 g (N): 2,28 g (O); 1 g (N): 2,85 g (O).

Finden: N x O y der resultierenden Oxide - ?

Lösung:

Nach dem Gesetz der multiplen Verhältnisse gibt es auf 1 g N in Oxiden O: 0,57 g, 1,14 g, 1,71 g, 2,28 g, 2,85 g. Diese Sauerstoffmassen werden als einfache ganze Zahlen in Beziehung gesetzt:

0,57: 1,14: 1,71: 2,28: 2,85 = .

Um beispielsweise die Formel für das erste Oxid aufzustellen, werden nicht Massen, sondern Mengen von Stoffen herangezogen. Also im ersten Oxid N x O y x: y = n (N) : n (O) = .

Eines der Grundgesetze der Chemie, 1799 von J. L. Proust entdeckt; Nach diesem Gesetz besteht eine bestimmte chemisch reine Verbindung, unabhängig von der Art ihrer Herstellung, aus denselben Chemikalien. Elemente mit konstanter Zusammensetzung und konstanten Eigenschaften... ... Große Polytechnische Enzyklopädie

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KONSTANTITÄT DES ZUSAMMENSETZUNGSGESETZES: Jede chemische Verbindung, unabhängig von der Art ihrer Herstellung, besteht aus den gleichen Elementen und die Verhältnisse ihrer Massen sind konstant. Gilt ausschließlich für gasförmige und flüssige Verbindungen. Zusammensetzung kristalliner... ... Großes enzyklopädisches Wörterbuch

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In jeder spezifischen Chem. Unabhängig von der Art der Herstellung sind die Massenverhältnisse der Bestandteile der Verbindung konstant. Am Anfang formuliert. 19. Jahrhundert J. Proustome: Eine Verbindung ist ein privilegiertes Produkt, dem die Natur eine konstante Zusammensetzung gegeben hat.… … Chemische Enzyklopädie

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Einer der wichtigsten Gesetze der Chemie, die darin bestehen, dass jede Chemikalie. Eine Verbindung besteht unabhängig von der Methode ihrer Herstellung aus denselben Chemikalien. Elemente, die in den gleichen Beziehungen (nach Masse) miteinander verbunden sind. P.S. H. Wurde installiert… … Großes enzyklopädisches polytechnisches Wörterbuch

Jede chemische Verbindung besteht unabhängig von der Art ihrer Herstellung aus den gleichen Elementen und die Verhältnisse ihrer Massen sind konstant. Gilt ausschließlich für gasförmige und flüssige Verbindungen. Die Zusammensetzung kristalliner Verbindungen kann sein... ... Enzyklopädisches Wörterbuch

Jede Chem. Eine Verbindung besteht unabhängig von der Art ihrer Herstellung aus denselben Elementen und die Verhältnisse ihrer Massen sind konstant. Gilt ausschließlich für gasförmige und flüssige Verbindungen. Zusammensetzung kristallin Anschl. Es kann auch einmalig sein (siehe... ... Naturwissenschaft. Enzyklopädisches Wörterbuch

I. NEUES MATERIAL

Zu den Grundgesetzen der Chemie gehört das Gesetz der Zusammensetzungskonstanz:

Jeder Reinstoff hat unabhängig von der Art seiner Herstellung immer eine konstante qualitative und quantitative Zusammensetzung.

Die atomar-molekulare Theorie ermöglicht die Erklärung des Gesetzes der Zusammensetzungskonstanz. Da Atome eine konstante Masse haben, ist die Massenzusammensetzung der Substanz als Ganzes konstant.

Das Gesetz der Konstanz der Zusammensetzung wurde erstmals von formuliert Französischer Chemiker J. Proust im Jahr 1808

Er schrieb: „Von einem Erdpol zum anderen haben die Verbindungen die gleiche Zusammensetzung und die gleichen Eigenschaften. Es gibt keinen Unterschied zwischen Eisenoxid aus der südlichen Hemisphäre und dem nördlichen. Malachit aus Sibirien hat die gleiche Zusammensetzung wie Malachit aus Spanien. Dort.“ ist nur ein einziger Zinnober auf der ganzen Welt.“

Diese Formulierung des Gesetzes sowie die obige betonen die Konstanz der Zusammensetzung der Verbindung, unabhängig von der Zubereitungsart und dem Standort.

Um Eisen(II)-sulfid zu erhalten, haben wir Eisen und Schwefel im Verhältnis 7:4 gemischt. . Wenn Sie sie in einem anderen Verhältnis mischen, zum Beispiel 10:4, kommt es zu einer chemischen Reaktion, aber 3 g Eisen reagieren nicht. Warum wird dieses Muster beobachtet? Es ist bekannt, dass im Eisen(II)-sulfid auf jedes Eisenatom ein Schwefelatom kommt(Demonstration eines Kristallgitters, Abb.). Daher ist es für die Reaktion notwendig, Stoffe in solchen Massenverhältnissen einzunehmen, dass das Verhältnis von Eisen- und Schwefelatomen erhalten bleibt (1:1). Da die Zahlenwerte der Atommassen Fe, S und ihre relativen Atommassen A r(Fe), Ein r(S) zusammenfallen, können wir schreiben: A r(Fe): Ein r(S) = 56:32 = 7:4.
Das Verhältnis 7:4 bleibt konstant, egal in welchen Masseneinheiten die Masse der Stoffe ausgedrückt wird (g, kg, t, amu). Die meisten Chemikalien haben eine konstante Zusammensetzung.

Reis. Kristallgitter von Eisen(II)-sulfid

Die Entwicklung der Chemie hat gezeigt, dass es neben Verbindungen konstanter Zusammensetzung auch Verbindungen variabler Zusammensetzung gibt. Auf Anregung von N.S. Kurnakow war der erste, der namentlich genannt wurde farbenblind(in Erinnerung an den englischen Chemiker und Physiker Dalton), der zweite - Berthollides(in Erinnerung an den französischen Chemiker Berthollet, der solche Verbindungen vorhersah). Die Zusammensetzung von Daltoniden wird durch einfache Formeln mit ganzzahligen stöchiometrischen Indizes ausgedrückt, zum Beispiel H 2 O, HCl, CCl 4, CO 2. Die Zusammensetzung der Berthollide variiert und entspricht nicht den stöchiometrischen Verhältnissen.

Aufgrund des Vorhandenseins von Verbindungen variabler Zusammensetzung sollte die moderne Formulierung des Gesetzes der Zusammensetzungskonstanz präzisiert werden.

Zusammensetzung von Verbindungen mit molekularer Struktur, d. h. bestehend aus Molekülen - ist unabhängig von der Herstellungsweise konstant. Die Zusammensetzung von Verbindungen mit nichtmolekularer Struktur (mit Atom-, Ionen- und Metallgitter) ist nicht konstant und hängt von den Herstellungsbedingungen ab.

II. Basierend auf dem Gesetz der Konstanz der Zusammensetzung können verschiedene Berechnungen durchgeführt werden.

Aufgabe Nr. 1
In welchen Massenverhältnissen sind die chemischen Elemente in Schwefelsäure vereint, deren chemische Formel H 2 SO 4 lautet?

Lösung:

Ar(H)=1, Ar(S)=32, Ar(O)=16.
Bestimmen wir die Massenverhältnisse dieser Elemente in der Formel H 2 SO 4
m(H) : m(S) : m(O) = 2Ar(H) : Ar(S) : 4Ar(O) = 2: 32: 64 = 1: 16: 32

Um also 49 g Schwefelsäure (1+16+32=49) zu erhalten, müssen Sie 1 g - H, 16 g - S und 32 g - O nehmen.

Aufgabe Nr. 2
Wasserstoff verbindet sich mit Schwefel in einem Massenverhältnis von 1:16. Leiten Sie aus Daten über die relativen Atommassen dieser Elemente die chemische Formel von Schwefelwasserstoff ab.

Lösung:
Mit PSHE ermitteln wir die relativen Atommassen chemischer Elemente:
Ar(H)=1, Ar(S)=32.
Bezeichnen wir die Anzahl der Wasserstoffatome in der Formel mit x und Schwefel mit y: H x S y
m(H) : m(S) = xAr(H) : yAr(S) = x1: y32 = (2*1) : (1*32) = 2: 32 = 1: 16
Daher ist die Formel von Schwefelwasserstoff H 2 S

Aufgabe Nr. 3
Leiten Sie die Formel für Kupfersulfat ab, wenn die Massenverhältnisse von Kupfer, Schwefel und Sauerstoff darin jeweils 2:1:2 betragen?

Lösung:
Mit PSHE ermitteln wir die relativen Atommassen chemischer Elemente:
Ar(Cu)=64, Ar(S)=32, Ar(O)=16.
Bezeichnen wir die Anzahl der Kupferatome in der Formel mit x, Schwefel mit y und Sauerstoff mit z: Cu x S y O z
m(Cu) : m(S) : m(O) = xAr(Cu) : yAr(S) : zAr(O) = x64: y32: z16 = (1*64) : (1*32) : (4 *16) = 64:32:64 = 2:1:2

III. PROBLEME LÖSEN

Nr. 1. Berechnen Sie anhand von Informationen über die relativen Atommassen chemischer Elemente die Massenverhältnisse der Elemente in Kohlensäure, deren chemische Formel H 2 CO 3 lautet.

Nr. 2. Bestimmen Sie die Sauerstoffmasse, die mit 3 g Wasserstoff rückstandsfrei reagiert, wenn Wasserstoff und Sauerstoff enthalten sind in diesem Fall sind jeweils im Verhältnis 1:8 verbunden?

Nr. 3. Kohlenstoff und Sauerstoff in Kohlendioxid verbinden sich in einem Massenverhältnis von 3:8.
Leiten Sie die chemische Formel von Kohlendioxid her

Nummer 4. Bestimmen Sie die Masse an Wasserstoff, die mit 48 g Sauerstoff rückstandsfrei reagiert, wenn Wasserstoff und Sauerstoff in diesem Fall im Verhältnis 1:8 kombiniert werden.