Вещества с постоянен състав

Ако внимателно смесени прахове от желязо и сяра се изсипят в чаша вода, тогава железният прах потъва на дъното, а сярният прах изплува нагоре. Когато върху смес от тези вещества се въздейства от магнит, железният прах се привлича от магнита, но сярата не. Експериментите доказват, че сярата и желязото в смес запазват свойствата си.

Съвсем различен резултат се получава, ако смес от сяра на прах с тегло 4 g и желязо с тегло 7 g се нагрява в епруветка, докато започне химическа реакция. Освен това реакцията протича поради отделената топлина. След охлаждане епруветката с веществото се счупва, съдържанието се раздробява и с праха се правят същите опити, както със смес от сяра и железен прах. Магнитът не действа върху веществото, образувано в резултат на реакцията. Полученият прах във вода не се разделя на сяра и желязо. Този опит показва, че в резултат на реакцията е получено ново вещество - железен сулфид с неговите характерни свойства.

Ако за получаване на железен сулфид (FeS) вземем желязо с тегло не 7 g, а 10 g (за 4 g сяра), тогава след реакцията желязото с тегло 3 g ще остане нереагирало. Това показва, че желязото и сярата реагират само в определени масови съотношения. Същите постоянни масови съотношения се наблюдават между елементите в други реакции.

От проведените експерименти може да се заключи, че смесите се различават рязко от съединенията:

Смеси

Връзки

1. Веществата могат да се смесват във всяко масово съотношение, т.е. Съставът на смесите е променлив.

1. Съставът на съединенията е строго постоянен.

2. Веществата, включени в смесите, запазват всичките си свойства.

2. Веществата, които изграждат съединенията, не запазват свойствата си, т.к образува се ново вещество с различни свойства.

3. Веществата, които изграждат сместа, могат да бъдат разделени по физически начин.

3. Химичните съединения могат да бъдат разделени само чрез химични реакции.

4. Механичното смесване на веществата не е придружено от отделяне на топлина или други признаци на химични реакции.

4. За образуването на химичните съединения може да се съди по признаците на химичните реакции.

2. Постоянството на състава на веществата.

Експериментално установихме, че съставът на железния сулфид е постоянен. Повечето химични съединения имат постоянен състав (понастоящем са известни и съединения с променлив състав).

Позицията за постоянството на състава е формулирана от френския учен Ж. Пруст в началото на 19 век. Понастоящем тази формулировка гласи следното:

Всяко химически чисто вещество, независимо от местоположението и метода на получаване, има един и същ постоянен състав.

По-дълбоко разбиране на постоянството на състава дава учението за атомите и молекулите. Според тази доктрина чистите вещества се състоят от еднакви молекули. Например една водна молекула съдържа 2 водородни атома и 1 кислороден атом. Ако си припомним относителните атомни маси на кислорода (16) и водорода (1), тогава можем лесно да определим, че съставът на водните молекули се изразява в масово съотношение 1:8. Съставът на молекулите може да се промени само с цял брой атоми, но в този случай се образува напълно различно вещество с различни свойства. Така например, в допълнение към водните молекули, има и молекули, които включват два водородни атома и два кислородни атома, т.е. със състав 1:16. Такова вещество се нарича водороден пероксид; има напълно различни свойства от водата.

Теоретично и практическо значение на постоянствотосъставът се крие във факта, че на негова основа съставът на веществата може да бъде изразен с химични знаци. Нека да разгледаме това с конкретен пример. Знаем, че желязото се свързва със сярата в масово съотношение 7:4. Познавайки относителните атомни маси на желязото и сярата, е възможно да се изчисли в какви атомни съотношения атомите на тези елементи са взаимно свързани в железен сулфид:

7 тегл. ч. Fe се комбинира с 4 тегл. част S

56 тегл. ч. Fe се свързва с x тегл. част S

защото относителната атомна маса на сярата е 32, а на желязото е 56, тогава в железния сулфид има един серен атом на железен атом, т.е. съставът на железния сулфид може да се изрази с формулата FeS, която е неговата химична формула. Химичните формули на други вещества се извеждат по подобен начин.

Въз основа на постоянството на състава могат да се направят различни практически изчисления.

Проблем.Колко сяра ще е необходима, за да се свърже без остатък с железни стружки с тегло 2,8 kg, ако тези елементи се комбинират в масово съотношение 4:7?