قانون التركيب المستمر في الكيمياء

في الكيمياء ، قانون التكوين المستمر (المعروف أيضا باسم قانون نسب محددة) أن عينات من نقية مركب تحتوي دائمًا على نفس الشيء عناصر في نفس كتلة نسبة. هذا القانون ، إلى جانب قانون النسب المتعددة ، هو أساس قياس العناصر المتفاعلة في الكيمياء.

وبعبارة أخرى ، بغض النظر عن كيفية الحصول على مركب أو تحضيره ، فإنه سيحتوي دائمًا على نفس العناصر بنفس نسبة الكتلة. على سبيل المثال ، ثاني أكسيد الكربون (CO₂) تحتوي دائمًا على الكربون والأكسجين بنسبة 3: 8. الماء (ح₂O) يتكون دائمًا من الهيدروجين والأكسجين بنسبة 1: 9.

الفضل في اكتشاف هذا القانون للكيميائي الفرنسي جوزيف بروست، الذي خلص من خلال سلسلة من التجارب التي أجريت من 1798 إلى 1804 إلى أن المركبات الكيميائية تتكون من تركيبة معينة. بالنظر إلى النظرية الذرية لجون دالتون كانت قد بدأت للتو في شرح أن كل عنصر يتكون من نوع واحد من الذرة وفي ذلك الوقت ، كان معظم العلماء لا يزالون يعتقدون أن العناصر يمكن أن تتحد بأي نسبة ، كانت خصومات بروست استثنائي.

عندما تتعامل مع مشاكل الكيمياء باستخدام هذا القانون ، فإن هدفك هو البحث عن أقرب نسبة كتلة بين العناصر. لا بأس إذا كانت النسبة المئوية بضع مئات. إذا كنت تستخدم بيانات تجريبية ، فقد يكون الاختلاف أكبر.

على سبيل المثال ، دعنا نقول أنه باستخدام قانون التكوين المستمر ، تريد أن تثبت أن عينتين من أكسيد النحاسي تلتزمان بالقانون. كانت عينتك الأولى 1.375 جم من أكسيد الكوبريك ، الذي تم تسخينه بالهيدروجين لينتج 1.098 جم من النحاس. بالنسبة للعينة الثانية ، تم إذابة 1.179 جم من النحاس في حمض النتريك لإنتاج نترات النحاس ، والتي تم حرقها لاحقًا لإنتاج 1.476 جم من أكسيد النحاسية.

لحل المشكلة ، ستحتاج إلى إيجاد النسبة المئوية للكتلة لكل عنصر في كل عينة. لا يهم ما إذا اخترت إيجاد النسبة المئوية من النحاس أو نسبة الأكسجين. يمكنك ببساطة طرح إحدى القيم من 100 للحصول على النسبة المئوية للعنصر الآخر.

اكتب ما تعرفه:

في العينة الأولى:

أكسيد النحاس = 1.375 جم
النحاس = 1.098 جم
الأكسجين = 1.375 - 1.098 = 0.277 جم

نسبة الأكسجين في CuO = (0.277) (100٪) / 1.375 = 20.15٪

للعينة الثانية:

النحاس = 1.179 جم
أكسيد النحاس = 1.476 جم
الأكسجين = 1.476 - 1.179 = 0.297 جم

نسبة الأكسجين في CuO = (0.297) (100٪) / 1.476 = 20.12٪

تتبع العينات قانون التكوين المستمر ، مما يسمح بأرقام كبيرة وخطأ تجريبي.

كما اتضح ، هناك استثناءات لهذه القاعدة. هناك بعض المركبات غير المتكافئة التي تظهر تركيبة متغيرة من عينة إلى أخرى. من الأمثلة على ذلك الوستيت ، وهو نوع من أكسيد الحديد الذي قد يحتوي على 0.83 إلى 0.95 من الحديد لكل أكسجين.

أيضًا ، نظرًا لوجود نظائر مختلفة للذرات ، حتى المركب الطبيعي المتكافئ قد يظهر اختلافات في تكوين الكتلة ، اعتمادًا على نظائر الذرات الموجودة. عادةً ما يكون هذا الاختلاف صغيرًا نسبيًا ، ولكنه موجود ويمكن أن يكون مهمًا. تعتبر نسبة كتلة الماء الثقيل مقارنة بالمياه العادية مثالاً على ذلك.