Закон постоянства состава химических соединений

После создания кислородной теории А.-Л. Лавуазье главная задача химических исследований стала состоять в решении вопросов: имеет ли химическое соединение постоянный состав или нет; могут ли химические соединений соединяться меду собой в любом количестве или обладают ограниченной способностью к образованию химических соединений.

Исследования Клáпрота, Воклéна, К. Шéеле, Т. Бергмана и других химиков-аналитиков XVIII в. могли служить доказательством того, что химические соединения характеризуются постоянством весовых отношений своих составных частей. Окончательно этот вопрос был решен в результате научной дискуссии между учеными Ж. Прустом и К. Бертолле.

Французский химий Жозéф Луи Бертоллé (1754-1826 г.г.) был ярким представителем классического аналитического направления. В 1794 г. он установил, что существуют два оксида железа, содержащие 27 % и 48 % кислорода. Эти данные послужили основанием для открытия закона постоянства состава вещества. В 1799 г. Ж. Пруст опубликовал результаты опытов с кислородными соединениями меди. Точный весовой анализ природных веществ, приготовленных в лаборатории, показал, что медь, соединяясь с кислородом, образует оксид постоянного состава CuO. В 1801 г. Ж. Пруст в своей статье «Некоторые металлические соединения серы» сообщил результаты анализа некоторых сульфидных руд. Он обнаружил, что железо и сера образуют два различных по массовому составу соединения (современным языком – по элементному составу). Каждое из них независимо от способа получения имеет свой постоянный состав.

Иного мнения придерживался К. Бертоллé. Свою точку зрения он изложил в докладе «Исследование законов сродства», где выступил как сторонник нового физико-химического направления, где доминирующей идеей была мысль о причинах взаимодействия веществ, о силах, порождающих химические явления. Он высказал принципиально новый взгляд на химическую реакцию, как на подвижное равновесие, возникающее в результате двух реакций, одновременно протекающих в противоположных направлениях.

К. Бертолле считал,что атомы или «корпускулы» различных веществ под влиянием химических сил сродства соединяются друг с другом, образуя при этом непрерывный ряд химических соединений. Свои выводы он опубликовал в книге «Опыт химической статики» (1893 г.). Для химических соединений имеются в качестве внешних границ максимуму и минимум. За пределами этих границ соединение невозможно. Внутри же возможны соединения в различных пропорциях. При окислении, свинца и олова идет постоянной присоединение кислорода. В результате этого образуется соединение, состав которого изменяется непрерывно.

Выводы, сделанные К. Бертоллé, и его данные подверглись критике в статьях Ж. А. Пруста, опубликованных в 1804-1806 г.г. Он экспериментально доказал, что в составе оксида Cu₂O содержится 86,2 % меди и 13,8 % кислорода. В другом оксиде CuO - соответственно 80 % Cu и 20 % О.

Аналогично был определен состав оксидов SnO и SnO_2. При переходе закиси металла в окись содержание кислорода возрастает не непрерывно, а скачком. Никаких промежуточных соединений при этом не найдено. В случае соединений свинца Ж. Пруст доказал существование только трех соединений, содержащих 7,1 %; 9,3 % и 13,3 % кислорода. Эти данные позволили ученому сделать вывод, что природа в силу каких-то причин избрала среди множества возможных соединений свинца и кислорода только три соединения и как бы «позволяет» свинцу и кислороду образовывать между собой соединения только при определенных весовых соотношениях.

Вскрыть природу этого явления Ж. Пруст не смог.

Ж. А. Пруст четко сформулировал закон постоянства состава химических элементов, согласно которому состав соединений не зависел от внешних факторов: массы исходных продуктов, температуры, давления и других факторов. К 1810 году закон Пруста был признан законом природы.

Представления К. Бертолле не могли стать рабочей программой химиков того времени. Прежде, чем изучать химический процесс и его закономерности, необходимо было прежде знать состав соединений.

Для изучений соединений переменного состава научная почва того времени не была еще подготовлена. Поэтому идеи К. Бертолле отступили временно на второй план.

Дата добавления: 2014-01-20