Количественные законы химии

В химических реакциях одно или несколько веществ изменяют свой химический состав, образуя одно или несколько новых веществ. Вещества, подвергающиеся превращению, называются реагентами, а вновь образующиеся вещества называются продуктами. Эти определения позволяют записать любую химическую реакцию схематическим образом:

Состав химических соединений и изменения их состава, происходящие в результате химических реакций, подчиняются четырем важнейшим законам. Они называются количественными законами химии.

Закон сохранения материи (Лавуазье, 1774 г.)

Согласно этому закону, в химических реакциях не может происходить возникновения или исчезновения материи. Например, если 4 г водорода сгорают в кислороде с образованием 36 г воды, то следует заключить, что в этой реакции принимают участие 32 г кислорода.

Закон постоянства состава, или постоянных отношений (Пруст, 1797 г.).

Согласно этому закону, каждое чистое соединение всегда состоит из одних и тех же элементов, связанных между собой в одинаковом весовом отношении. На этом законе основано приведенное выше определение соединения.

Закон кратных отношений (Дальтои, 1803 г.).

Этот закон гласит, что если какие-либо два элемента, А и В, могут связываться между собой, образуя несколько разных соединений, то весовые (массовые) количества элемента А, которые связываются с постоянным весовым количеством элемента В, пропорциональны небольшим целым числам. Например, поскольку то весовое отношение для воды равно 2: 16, а весовое отношение для перекиси (пероксида) водорода равно 2:32, или 1:16. Следовательно, весовое отношение водорода, связанного с постоянным весовым количеством кислорода (скажем, 16 г) в воде и в пероксиде водорода, равно 2:1.

Закон эквивалентных отношений (Рихтер, 1792 г.).

Этот закон гласит, что весовые количества двух или нескольких веществ, которые порознь вступают в химические реакции с постоянным весовым количеством третьего вещества, совпадают с весовыми количествами двух первых веществ в их реакции друг с другом или являются простыми кратными этих количеств. Рассмотрим, например, две следующие реакции:

Располагая этими данными и пользуясь законом эквивалентных отношений, можно предсказать, что углерод и водород должны соединяться в весовом отношении 12:4. Таково в действительности весовое отношение углерода и водорода в метане .