Постоянство состава вещества

1. Открытие закона постоянства состава веществ

Уче­ные XVII-XVIII вв. про­во­ди­ли мно­же­ство ко­ли­че­ствен­ных из­ме­ре­ний, в т.ч. по опре­де­ле­нию мас­со­вой доли эле­мен­та в ве­ще­стве. Но ре­зуль­та­ты их опы­тов были неточ­ны­ми, и как след­ствие, не сов­па­да­ли.

Фран­цуз­ский химик Клод Луи Бер­тол­ле пы­тал­ся до­ка­зать, что со­став ве­ществ за­ви­сит от про­пор­ций, в ко­то­рых на­хо­дят­ся ре­а­ги­ру­ю­щие ве­ще­ства.

Рис. 1. Клод Луи Бер­тол­ле

В от­ли­чие от него дру­гой фран­цуз­ский химик Жозеф Луи Пруст про­вел много экс­пе­ри­мен­тов по ис­сле­до­ва­нию со­ста­ва раз­лич­ных ве­ществ и сде­лал вывод о по­сто­ян­стве со­ста­ва ве­ще­ства.

Рис. 2. Жозеф Луи Пруст

В 1808 г. Пруст сфор­му­ли­ро­вал закон по­сто­ян­ства со­ста­ва ве­ществ: «Ве­ще­ства имеют по­сто­ян­ный со­став неза­ви­си­мо от спо­со­ба и места их по­лу­че­ния».

2. Суть закона

В своей ра­бо­те «Ис­сле­до­ва­ние меди» в 1799 г. Пруст по­ка­зал, что при­род­ный кар­бо­нат меди и кар­бо­нат меди, по­лу­чен­ный хи­ми­ка­ми в ла­бо­ра­то­рии, имеют один и тот же со­став.

Ничем не раз­ли­ча­ют­ся вода, те­ку­щая из на­ше­го крана,  вода из род­ни­ка, или вода, по­лу­чен­ная син­те­ти­че­ским путем (име­ет­ся в виду со­став чи­сто­го ве­ще­ства – воды, а не со­став смеси). Вода все­гда будет со­дер­жать по массе 11,1 % во­до­ро­да и 88,9 % кис­ло­ро­да.

Но при­ро­да го­раз­до раз­но­об­раз­нее, чем любая тео­рия, со­здан­ная че­ло­ве­ком. И из за­ко­на по­сто­ян­ства со­ста­ва ве­ществ есть ис­клю­че­ния. В XX веке было об­на­ру­же­но, что неко­то­рые со­еди­не­ния не имеют по­сто­ян­но­го со­ста­ва.

3. Ограниченность закона

Таким об­ра­зом, нель­зя ска­зать, что Клод Бер­тол­ле был аб­со­лют­но неправ. Закон по­сто­ян­ства со­ста­ва ве­ществ имеет огра­ни­че­ния.

Ве­ще­ства, име­ю­щие пе­ре­мен­ный со­став су­ще­ству­ют, их на­зва­ли в честь Бер­тол­ле – бер­тол­ли­да­ми.

Бер­тол­ли­ды — со­еди­не­ния пе­ре­мен­но­го со­ста­ва, не под­чи­ня­ю­щи­е­ся за­ко­нам по­сто­ян­ных и крат­ных от­но­ше­ний. Бер­тол­ли­ды яв­ля­ют­ся несте­хио­мет­ри­че­ски­ми би­нар­ны­ми со­еди­не­ни­я­ми пе­ре­мен­но­го со­ста­ва, ко­то­рый за­ви­сит от спо­со­ба по­лу­че­ния. Мно­го­чис­лен­ные слу­чаи об­ра­зо­ва­ния бер­тол­ли­дов от­кры­ты в ме­тал­ли­че­ских си­сте­мах, а также среди ок­си­дов, суль­фи­дов, кар­би­дов, гид­ри­дов и др. На­при­мер, оксид ва­на­дия(II) может иметь в за­ви­си­мо­сти от усло­вий по­лу­че­ния, со­став от V_0,9 до V_1,3.