7. Основные химические законы

Законом в науке называется общеобязательное правило (применимое в каждом случае), обязательность которого можно в любой момент доказать опытным путем (экспериментально), напр. взвешиванием.

Все химические реакции управляются четырьмя основными химическими законами, действительность которых была неоднократно доказана точными измерительными методами.

а) Закон сохранения веса вещества

Вес вещества перед химической реакцией равняется весу вещества после нее, иными словами при каждой химической реакции масса вещества не прибывает и не убывает. Поэтому каждую химическую реакцию можно выразить уравнением. Так, напр., разложение воды выражается уравнением:

Для соединения цинка с серой действительно уравнение:

Закон сохранения вещества часто выражается в общей форме: вещество нельзя ни создать (из ничего), ни уничтожить.

Закон сохранения вещества установил М. В. Ломоносов (1711 - 1765) и А. Л. Лавуазье (1743 - 1794), почти независимо друг от друга. Оба ученых весьма продвинули развитие химии тем, что при химических реакциях применяли физические методы, особенно взвешивание.

б) Закон постоянных весовых отношений

Элементы и соединения соединяются всегда в определенных неизменных (постоянных) весовых отношениях. Так напр. 65,38 г цинка и 32,06 г серы соединятся в 97,44 г сернистого цинка, причем излишек одного или другого вещества остался бы несоединенным. Если бы, напр., было взято 35,06 серы, то после реакции 3 г серы остались бы несоединенными.

Этот закон остается в силе для каждой химической реакции. Так, например, 216,61 г окиси ртути разложится на 200,61 г ртути и 16 г кислорода.^*

^*(В приведенных примерах для простоты были взяты граммы, но то же самое остается в силе для дециграммов, килограммов и центнеров, т. е. для каких угодно весовых частей.)

Закон постоянных весовых отношений установил Ж. Л. Пруст в 1799 г.

Неизменяемые числа, указывающие весовые отношения, в которых элементы соединяются, указаны в таблице элементов под названием атомного веса. Эти веса для каждого отдельного элемента были установлены на основании многочисленных и разнообразных опытов, проведенных с наибольшей точностью; кроме того они постоянно контролируются.

в) Закон кратных весовых отношений

Некоторые элементы соединяются в кратных отношениях, т. е. в отношениях кратных атомным весам. Так, например, соединяются:

55,85 г железа и 106,37 г хлора (т. е. 3. 35,457 г) в 162,22 г хлорного железа.

2,016 г водорода (т. е. 2. 1,008 г) с 16 г кислорода в 18,016 г воды.

Закон кратных отношений в соединениях установил около 1800 г. Дж. Дальтон, он же является основателем атомной теории.

г) Закон простых объемных отношений

Газы соединяются следующим образом: объемы газов, вступающих в реакцию, относятся между собой, а также к объемам получающихся газообразных веществ, как простые целые числа.

Таким образом соединяются:

1 л водорода с 1 л хлора в 2 л хлористого водорода

2 л водорода с 1 л кислорода в 2 л водяного пара

1 л азота с 3 л водорода в 2 л аммиака и т. д.

Если бы в реакцию вступил излишек какого-нибудь газа, он остался бы несоединенным.

Закон объемных отношений открыли Ж. Л. Гей-Люссак (1778 - 1850) и А. Гумбольдт (1769 - 1859).

Основные химические законы являются неизменными для каждой химической реакции, как для реакции соединения, так и для реакции разложения. Следовательно, каждое новое вещество, образовавшееся от соединения или от разложения, когда угодно и где угодно, имеет тот же состав, т. е. весовое соотношение элементов в данном соединении будет всегда одним и тем же.