Першим аспектом хімічних знань було знання взаємозв'язку між кількостями тіл, які беруть участь у реакції, переходячи від просто якісної до кількісної. Відкриття балансу та його систематичне застосування для вивчення хімічних перетворень за допомогою LAVOISIER призвело до відкриття законів хімічних комбінацій та утвердження хімії як науки.
Закон збереження ма s до (або де Лавуазьє) .
Маса системи залишається незмінною незалежно від перетворення, що відбувається всередині неї.;
тобто в хімічному плані,
маса реакційних тіл дорівнює масі продуктів реакції.
Цей закон вважається проголошеним LAVOISIER, оскільки, хоча він і використовувався як робоча гіпотеза хіміками до нього LAVOISIER зобов'язаний своєму підтвердженню та узагальненню. Строгий тест цього закону був проведений ЛАНДОЛТОМ у 1893-1908 рр., Не виявивши різниці у вазі системи до та після перевірки реакції, за умови, що всі реагенти та продукти контролювались.
Закон збереження речовини не є абсолютно точним. Теорія відносності завдяки Ейнштейну він усунув існуючий у класичній фізиці дуалізм між вагомою матерією та неймовірною енергією. У сучасній фізиці матерія та енергія мають однакову сутність, оскільки енергія не тільки має вагу, а отже і масу, але речовина є формою енергії, яка може бути перетворена в іншу форму енергії. Енергія, прикріплена до маси матеріалу, дорівнює E = mc 2, де E - енергія, m - маса і c Швидкість світла
При перетворенні маси в енергію або навпаки, взаємозв'язок між обома варіаціями є аналогічним чином,
D E = D m.c 2
Грецький лист D (дельта) вказує на зміну або збільшення (позитивне чи негативне) величини раніше.
Співвідношення між масою та енергією означає, що закон збереження речовини та закон збереження енергії не є самостійними законами, але їх слід об'єднати в єдиний закон збереження маси енергії. Однак два закони можуть застосовуватися окремо, за винятком ядерних процесів. Якщо в результаті хімічної реакції виділяється 100 000 калорій, маса взаємодіючих тіл зменшується на 4,65 10 -9 г, що абсолютно не спостерігається.
Закон певних пропорцій (або з Пруста) .
Коли два або більше елементів поєднуються, утворюючи певну сполуку, вони роблять це у постійному масовому співвідношенні незалежно від процесу, що застосовувався для його формування .
Цей закон можна викласти і з іншої точки зору
Для будь-якої чистої проби певної сполуки елементи, що входять до її складу, підтримують фіксовану пропорцію за вагою, тобто постійну вагу.
Так, наприклад, у воді грами водню і грами кисню завжди знаходяться у співвідношенні 1/8, незалежно від походження води.
Ці делікатні аналізи в основному проводив шведський хімік БЕРЦЕЛІУС (1779 - 1848). Однак французький ПРОУСТ у 1801 р. Узагальнює результат, вказуючи закон, якому він дає свою назву.
Закон певних пропорцій не був прийнятий відразу, коли проти нього виступив БЕРТОЛЛЕТ, який, встановивши, що деякі хімічні реакції обмежені, відстоював ідею про те, що склад сполук мінливий. Пізніше, з численних експериментів, точність закону Пруста можна було визнати в 1807 році. Однак деякі тверді сполуки демонструють незначні коливання у своєму складі, саме тому їх називають «бертулідами». На честь DALTON сполуки з фіксованим і визначеним складом називаються "дальтонізмом".
Закон кратних пропорцій (або Далтона) .
Кількості того самого елемента, які об'єднані з фіксованою кількістю іншого елемента, щоб утворити різну сполуку, у кожному випадку знаходяться у співвідношенні простих цілих чисел.
Закон Пруста не заважає двом або більше елементам з’єднуватися в різних пропорціях, утворюючи кілька сполуки. Так, наприклад, кисень і мідь зв’язуються у двох пропорціях і утворюють два оксиди міді, які містять 79,90% та 88,83% міді. Якщо ми обчислимо кількість міді в поєднанні з однаковою вагою кисню, наприклад 1 г, ми отримаємо в кожному випадку:
Ці дві кількості міді приблизно вдвічі більші за інші, і тому ваги міді, що об'єднуються з однаковою вагою кисню, утворюючи два оксиди, мають співвідношення 1 до 2 .
Постановка закону кратних пропорцій я знаю зобов'язаний ДАЛТОНУ в 1803 р. в результаті його атомної теорії і остаточно встановлений і доведений для великої кількості сполук БЕРЦЕЛІЮ в його прискіпливих аналітичних дослідженнях того самого.
Закон взаємних пропорцій (0 Ріхтера) .
Співвідношення дають ваги різних елементів, які поєднуються з однаковою вагою даного елемента з ваги цих Елементи в поєднанні один з одним або кратні або недомножені ці ваги.
Так, наприклад, з 1 г кисню 0,1 260 г водню об’єднують, утворюючи воду; 4,4321 г хлору з утворенням хлористого ангідриду; 0,3753 г вуглецю для утворення вуглекислого газу, 1,0021 г сірки для утворення сірчистого газу та 2,5050 г кальцію з утворенням оксиду кальцію. Але елементи водень, хлор, вуглець, сірка та кальцій можуть, у свою чергу, поєднуватися між собою, і коли вони це роблять, виявляється, на диво, що ці величини, помножені в деяких випадках на прості цілі числа, - це ті, що об’єднуються, утворюючи відповідні сполуки
Цей також названий закон еквівалентних пропорцій був викладений РІХТЕРОМ у 1792 р. Та завершений через кілька років ВЕНЦЕЛОМ.
Закон взаємних пропорцій призводить до встановлення для кожного елемента відносної комбінованої ваги, яка є вагою елемента, який приєднується до заданої ваги елемента, який приймається за еталонний тип.
Оскільки кисень є елементом, який поєднується майже з усіма іншими, спочатку за тип було прийнято 100 вагових частин кисню; кількість ваги кожного елемента, який поєднувався з цими 100 ваговими частинами кисню, була його комбінована вага. Найменшою вагою комбінації, виявленою таким чином, була вага водню, тому було природно прийняти значення 1 як відносну основу комбінованих ваг елементів. для водню; За цією шкалою значення кисню має значення 7,9365 (за останніми дослідженнями), а інші елементи також мають значення дещо нижчі, ніж цілі числа. Але оскільки водень поєднується з дуже малою кількістю елементів, і загальну вагу цих речовин доводилося знаходити загалом за їх комбінацією з киснем, нарешті було вирішено взяти кисень знову як основу комбінованих ваг, округлюючи їх стандартну масу до 8000; показник водню виявляється рівним 1,008, а вміст кількох елементів зараз становить приблизно цілі числа .
Ці комбіновані ваги сьогодні відомі як еквівалентні ваги. . Еквівалентна вага елемента (або сполуки) - це кількість його, що поєднується або замінюється -хімічно еквівалентний- до 8000 частин кисню або 1008 частин водню. Його також називають еквівалент хімічна.
Через закон кратних пропорцій деякі елементи мають кілька еквівалентів.
Закон комбінованих обсягів (0 від Gay- Lussac) .
Багато елементів та сполук є газоподібними, і оскільки легше виміряти об'єм, ніж маса газу була природною, вивчаються об'ємні співвідношення, в яких гази об'єднуються.
У будь-якій хімічній реакції обсяги всіх газоподібних речовин, які беруть у ній участь, вимірюється за однакових умов тиску та температури, перебувають у відношенні простих цілих чисел.
Гей-Люссак сформулював закон об'єму об'єднань у 1808 році що носить його ім'я. При отриманні водяної пари з елементів (елементарних речовин) було встановлено, що один об’єм кисню об’єднується з двома обсягами водню, утворюючи два обсяги водяної пари; всі об'єми газоподібних речовин, виміряні за однакових умов тиску та температури.
Цей простий взаємозв'язок між обсягами цих реагуючих газоподібних тіл не був випадковим випадком, оскільки GAY-LUSSAC показав, що він був виконаний у всіх реакціях, при яких втручаються гази, як показано на наступних діаграмах:
GAY-LUSSAC зауважив, що об'єм отриманої газоподібної комбінації був меншим або максимум рівним сумі об'ємів газоподібних речовин, які об'єднуються.