חוק הרכב קבוע בכימיה

בכימיה חוק ההרכב הקבוע (הידוע גם כחוק של פרופורציות מוגדרות) קובע כי דגימות של טהור מתחם תמיד מכילים אותו דבר אלמנטים באותו מסה פרופורציה. חוק זה, יחד עם החוק של פרופורציות מרובות, הם הבסיס לסטואיציומטריה בכימיה.

במילים אחרות, לא משנה כיצד מתקבל או מכין תרכובת, הוא תמיד יכיל את אותם אלמנטים באותה פרופורציה המונית. לדוגמה, פחמן דו חמצני (CO₂) מכיל תמיד פחמן וחמצן ביחס מסה של 3: 8. מים (ח₂O) מורכב תמיד ממימן וחמצן ביחס מסה 1: 9.

גילוי חוק זה נזקף לזכות הכימאי הצרפתי ג'וזף פרוסטאשר באמצעות סדרת ניסויים שנערכו בשנים 1798 - 1804 הגיעו למסקנה כי תרכובות כימיות מורכבות ממכלול ספציפי. בהתחשב בתיאוריית האטום של ג'ון דלטון רק התחיל להסביר שכל יסוד מורכב מסוג אטום אחד ובאותה העת, רוב המדענים עדיין האמינו כי גורמים יכולים לשלב בכל פרופורציה, היו הניכויים של פרוסט יוצא דופן.

כשאתה עובד עם בעיות כימיה באמצעות חוק זה המטרה שלך היא לחפש את יחס המסה הקרוב ביותר בין היסודות. זה בסדר אם האחוז הוא כמה מאות. אם אתה משתמש בנתונים ניסיוניים, הווריאציה עשויה להיות גדולה עוד יותר.

לדוגמה, נניח כי באמצעות החוק של הרכב קבוע, אתה רוצה להדגים ששתי דוגמאות של תחמוצת קופריק מצייתות לחוק. הדגימה הראשונה שלך הייתה 1.375 גרם תחמוצת קופריק, שחוממה במימן והניבה 1.098 גרם נחושת. עבור הדגימה השנייה, 1.179 גרם נחושת מומסו בחומצה חנקתית לייצור חנקת נחושת, אשר לאחר מכן נשרפה כדי לייצר 1.476 גרם תחמוצת קופריק.

כדי לפתור את הבעיה, תצטרך למצוא את אחוז ההמונים של כל רכיב בכל מדגם. לא משנה אם תבחר למצוא את אחוז הנחושת או אחוז החמצן. פשוט תגרע אחד הערכים מ- 100 כדי לקבל את אחוז האלמנט האחר.

רשמו את מה שאתם יודעים:

במדגם הראשון:

תחמוצת נחושת = 1.375 גרם
נחושת = 1.098 גרם
חמצן = 1.375 - 1.098 = 0.277 גרם

אחוז חמצן ב- CuO = (0.277) (100%) / 1.375 = 20.15%

לדוגמה השנייה:

נחושת = 1.179 גרם
תחמוצת נחושת = 1.476 גרם
חמצן = 1.476 - 1.179 = 0.297 גרם

אחוז חמצן ב- CuO = (0.297) (100%) / 1.476 = 20.12%

הדגימות עוקבות אחר חוק ההרכב המתמיד, המאפשרת נתונים משמעותיים וטעות ניסוי.

כפי שמתברר, ישנם חריגים לכלל זה. ישנן כמה תרכובות לא סטואיציומטריות המציגות הרכב משתנה מדגימה אחת לאחרת. דוגמא לכך היא wustite, סוג של תחמוצת ברזל שעשוי להכיל 0.83 עד 0.95 ברזל לכל חמצן.

כמו כן, מכיוון שקיימים איזוטופים שונים של אטומים, אפילו תרכובת סטואיציומטרית רגילה עשויה להציג שינויים בהרכב המוני, תלוי איזוטופ האטומים קיים. בדרך כלל, ההבדל הזה הוא קטן יחסית, ובכל זאת הוא קיים ויכול להיות חשוב. חלקם המוני של מים כבדים לעומת מים רגילים הוא דוגמא.