Речовини постійного складу

Якщо ретельно змішані порошки заліза та сірки насипати у склянку з водою, то порошок заліза опускається на дно, а порошок сірки спливає. При дії суміш цих речовин магнітом залізний порошок притягується до магніту, а сірка немає. Досліди доводять, що сірка та залізо у суміші зберігають свої властивості.

Цілком інший результат виходить, якщо суміш порошку сірки масою 4 г і заліза масою 7 г нагрівають у пробірці до початку хімічної реакції. Далі реакція йде за рахунок теплоти, що виділяється. Після охолодження пробірку з речовиною розбивають, подрібнюють вміст і з порошком проробляють такі ж досліди, як із сумішшю порошку сірки і заліза. На речовину, що утворилася в результаті реакції, магніт не діє. Отриманий порошок у воді не поділяється на сірку та залізо. Цей досвід показує, що в результаті реакції вийшла нова речовина - сульфід заліза з характерними для нього властивостями.

Якщо для отримання сульфіду заліза (FeS) взяти залізо масою не 7 г, а 10 г (на 4 г сірки), то після реакції залізо масою 3 г залишиться таким, що не прореагував. Це свідчить про те, що залізо та сірка реагують лише у певних масових співвідношеннях. Такі ж постійні масові відносини дотримуються між елементами та інших реакціях.

З виконаних дослідів можна зробити висновок, що суміші різко відрізняються від сполук:

Суміші

З'єднання

1. Речовини можна змішати у будь-яких масових відносинах, тобто. склад сумішей змінний.

1. Склад з'єднань суворо незмінний.

2. Речовини, що входять до складу сумішей, зберігають всі свої властивості.

2. Входять до складу сполук речовини свої властивості не зберігають, т.к. утворюється нова речовина з іншими властивостями.

3. Речовини, що входять до складу суміші, можна поділити фізичними способами.

3. Хімічні сполуки можна поділити лише за допомогою хімічних реакцій.

4. Механічне змішування речовин не супроводжується виділенням теплоти чи іншими ознаками хімічних реакцій.

4. Про утворення хімічних сполук можна будувати висновки за ознаками хімічних реакцій.

2. Постійність складу речовин.

На досвіді переконалися, що склад сульфіду заліза постійний. Постійний склад має більшість хімічних сполук (нині відомі також сполуки зі змінним складом).

Положення про сталість складу було сформульовано французьким ученим Ж. Прустом на початку ХІХ століття. В даний час це формулювання читається так:

Кожна хімічно чиста речовина незалежно від місця знаходження та способу отримання має один і той же постійний склад.

Більш глибоке уявлення про сталість складу дає вчення про атоми та молекули. Відповідно до цього вчення чисті речовини складаються з однакових молекул. Наприклад, в молекулу води входять 2 атоми водню та 1 атом кисню. Якщо згадати відносні атомні маси кисню (16) і водню (1), легко можна визначити, що склад молекул води виражається масовим ставленням 1:8. Склад молекул може змінитися тільки ціле число атомів, але у разі утворюється зовсім інше речовина коїться з іншими властивостями. Так, наприклад, крім молекул води, існують такі молекули, до складу яких входять два атоми водню і два атоми кисню, тобто. мають склад 1:16. Така речовина називається пероксидом водню; воно має зовсім інші властивості, ніж вода.

Теоретичне та практичне значення сталостіскладу полягає в тому, що на його основі склад речовин можна виразити за допомогою хімічних знаків. Розглянемо це конкретному прикладі. Нам відомо, що залізо з'єднується із сіркою у масових відносинах 7:4. Знаючи відносні атомні маси заліза та сірки, можна обчислити, в яких атомних відносинах атоми цих елементів взаємно пов'язані в сульфіді заліза:

7 мас. ч. Fe з'єднується з 4 мас. ч. S

56 мас. ч. Fe з'єднується з x мас. ч. S

Т.к. відносна атомна маса сірки 32, а заліза – 56, то сульфіді заліза однією атом заліза припадає один атом сірки, тобто. склад сульфіду заліза можна виразити формулою FeS, що є його хімічною формулою. Подібним чином виводяться хімічні формули та інші речовини.

На основі сталості складу можна проводити різні практичні розрахунки.

Завдання.Скільки потрібно сірки, щоб вона без залишку з'єдналася із залізною тирсою масою 2,8 кг, якщо ці елементи з'єднуються в масових відносинах 4:7?