ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные законы химии из "Химия" Закон сохранения материи. Закон сохранения материи, или закон сохранения масс и энергий, является основным законом естествознания. Он выполняется во всех приро 1ных явлениях и процессах, в том числе и в химических реакциях. Впервые он был сформулирован и экспериментально обоснован М. В. Ломоносовым в 1756— 1759 гг. [c.11] В современном виде этот закон формулируют следующим образом в изолированной системе сумма масс и энергий постоянна. Эта формулировка учитывает эквивалентность массы и энергии. Однако изменение энергии в химических реакциях настолько относительно мало, что можно для этого случая общий закон сохранения материи рассматривать в двух аспектах 1) в изолированной системе сумма масс есть величина постоянная 2) в изолированной системе сумма всех видов энергии постоянна. [c.11] На законе постоянства массы основаны изучение реакций между отдельными веществами и количественный химический анализ, без которого нельзя изучать состав сложных веществ и делать какие-либо выводы об отношении масс при химических реакциях. [c.11] Закон постоянства состава. Закон постоянства состава впервые сформулирован Прустом (Франция, 1801 — 1808) всякое химически индивидуальное веи ество имеет всегда один и тот же количественный состав независимо от способа его получения. [c.12] Критерием чистоты исследуемого вещества являются его физические свойства — температура кипения, плавления, плотность, строение кристалла. Закон постоянства состава полностью выполняется для газообразных и жидких веществ, но многие кристаллические вещества сохраняют свою структуру при переменном (в некоторых пределах) составе. Так, например, диоксид титана ТЮз (рутил) сохраняет свою кристаллическую структуру, даже если его состав соответствует формуле TiOi.s. Пределы колебания состава при сохранении кристаллической структуры называют широтой области гомогенности. [c.12] Закон эквивалентов. В результате работ Рихтера, Дальтона и Волластона (1804—1814) были установлены так называемые соединительные веса или эквиваленты, пропорционально которым должны быть взяты массы реагирующих между собой веществ. Закон эквивалентов формулируется следующим образом все веш ества реагируют в эквивалентных отношениях. [c.12] Принято следующее определение химического эквивалента количество единиц атомной или молекулярной массы данного ве-ш ества, равноценное в химических реакциях восьми единицам кислорода или приблизительно одной единице водорода (1,0079), называется химическим эквивалентом. [c.12] Для определения эквивалента достаточно знать только состав соединения данного элемента с кислородом или водородом. Также можно рассматривать эквивалент как массу данного вещества, соответствующую одному отданному или принятому электрону. [c.12] Таким образом, химический эквивалент можно определить как массу вещества (г), соответствующую заряду моля электронов (F). Это соотношение будет весьма удобно для расчета электрохимических процессов (гальваностегия, гальванопластика, электрохимическая обработка металлов). [c.12] Закон кратных отношений. Этот закон сформулирован Дальтоном (1808) ju/ два вещества образуют между собой несколько соединений, го количества, одного из них, отнесенные к одному и тому же количеству другого, относятся как небольшие целые числа. Он в свое время сыграл чрезвычайно важную роль в установлении системы относительных атомных весов и понятия валентности. Поясним содержание закона на примере анализа двух соединений меди с кислородом — красного и черного оксидов меди (куприта и тенорита) (табл. 1.1). [c.13] Если принять содержание меди за 100 единиц (табл. 1.1), то количества кислорода, присоединившиеся в этих оксидах к одному и тому же количеству меди, относятся между собой как 1 2. [c.13] Отсюда получаем следствие химический эквивалент не является постоянной величиной для элементов, проявляющих переменную степень окисления. [c.13] Сейчас атомные массы определяются масс-спектрографически, и закон Дюлонга и Пти имеет лишь историческое значение. [c.14] Закон простых объемных отношений одинаковых физических условиях (р, Т) объемы реагируюш,их газов и газообразных продуктов реакции относятся между собой как небольшие целые числа (коэффициенты химического уравнения) (Гей-Люссак, 1805). [c.14] На этом законе основаны методы газового анализа, очень часто применяемого в промышленности (газоанализаторы Орса, Вюрца — Штролейна, ВТИ — Всесоюзного теплотехнического института). [c.14] Закон Авогадро (1811). Это один из основных законов естествознания в равных объемах любых газов при одинаковых физических условиях содержится одинаковое число частиц (молекул или атомов, если простое вещество не образует молекул, как, например, Не, Аг). [c.14] Этот закон применим также и для ионов и электронов ионизованных газов в том случае, если их концентрация не очень велика и воздействием внешних электрических и магнитных полей можно пренебречь. [c.14] Позднее (в середине 1850-х годов) Жераром получены следствия из закона Авогадро, на основании которых он предложил метод определения молекулярных масс независимо от химического состава молекул газообразных веществ. [c.14] Таким образом, постоянная Авогадро — это число частиц, имеющих собственное движение, в объеме 22,4 м любого газа при нормальных условиях. Напомним, что это могут быть молекулы простого или сложного вещества или атомы простого вещества, если оно не образует молекул. [c.15] В настоящее время массу атома непосредственно определяют с большой точностью масс-спектрографически (Астон). Этот метод позволил открыть явление изотопии, т. е. наличие у одного химического элемента атомов с различной массой — изотопов. [c.15] Вернуться к основной статье