Aniq nisbatlar qonuni

Kimyoda baʼzan Proust qonuni yoki doimiy tarkib qonuni deb ataladigan aniq nisbatlar qonuni shuni koʻrsatadiki, berilgan kimyoviy birikma har doim oʻz tarkibiy elementlarini qatʼiy nisbatda (massa boʻyicha) oʻz ichiga oladi va uning manbai va tayyorlash usuliga bogʻliq emas. Masalan, kislorod har qanday toza suv namunasi massasining taxminan 8/9 qismini tashkil qiladi, vodorod esa massaning qolgan 1/9 qismini tashkil qiladi. Birikmadagi ikkita elementning massasi har doim bir xil nisbatda boʻladi. Koʻp nisbatlar qonuni bilan bir qatorda, aniq nisbatlar qonuni stokiyometriyaning asosini tashkil qiladi^[1].

Tarix

Doimiy nisbat qonuni 1797-yilda Jozeph Proust tomonidan kiritilgan. Bu kuzatish birinchi marta ingliz ilohiyotchisi va kimyogari Jozeph Priestley va yonish jarayoni boʻyicha ilmiy tadqiqotlar olib borgan fransuz zodagoni va kimyogari Antoni Lavoisier tomonidan qilingan.

Men ushbu tajribalardan xulosa qilib, ushbu memuarning boshida o'rnatgan prinsipimni xulosa qilaman, ya'ni temir boshqa metallar kabi har qanday sof birikmada hukmronlik qiluvchi tabiat qonuniga bo'ysunadi, ya'ni u kislorodning ikki doimiy nisbati bilan birlashadi. Bu jihatdan u qalay, simob va qo'rg'oshindan va, bir so'z bilan aytganda, deyarli har bir ma'lum yonuvchidan farq qilmaydi.

Aniq nisbatlar qonuni kimyoviy birikmaning taʼrifiga xos boʻlgan zamonaviy kimyogar uchun aniq koʻrinishi mumkin. Biroq, XVIII asrning oxirida kimyoviy birikma tushunchasi hali toʻliq ishlab chiqilmagan vaqtda bu qonun yangi edi. Aslida, birinchi marta taklif qilinganida, bu munozarali bayonot edi va boshqa kimyogarlar, ayniqsa Proustning hamkasbi fransuz Klod Lui Bertrolle, elementlarning har qanday nisbatda birlashishi mumkinligini taʼkidlagan^[2]. Ushbu munozaraning mavjudligi tabiiy edi, chunki oʻsha paytda sof kimyoviy birikmalar va aralashmalar tushunchalari oʻrtasidagi farq hali toʻliq ishlab chiqilmagan edi.

Aniq nisbatlar qonuni 1803-yildan boshlab John Dalton ilgari surgan atom nazariyasiga hissa qoʻshgan va qatʼiy nazariy asosga joylashtirilgan boʻlib, u materiyaning diskret atomlardan iboratligini, har bir element uchun bitta turdagi atom mavjudligini va va birikmalar har xil turdagi atomlarning qatʼiy nisbatlardagi birikmasidan tuzilganligi tushuntirdi^[3].

Qonunga tegishli dastlabki gʻoya ingliz kimyogari William Prout tomonidan ishlab chiqilgan Proutning gipotezasi boʻlib, u vodorod atomi asosiy atom birligi ekanligini taklif qildi. Bu gipotezadan atom massalari vodorod massasining butun soniga karrali boʻlishi haqidagi asosiy qoida boʻlgan butun son qoidasi kelib chiqdi. Keyinchalik 1820-30-yillarda atom massasini aniqroq oʻlchash mumkin ekanligi bu gipotezani inkor etdi, xususan, Jons Jacob Berzelius tomonidan xlorning atom massasi 35,45 ekanligini aniqladi, bu qiymat gipotezaga mos kelmas edi. 1920-yillardan boshlab bu nomuvofiqlik izotoplarning mavjudligi bilan izohlanadi; har qanday izotopning atom massasi butun son qoidasini^[4] qondirishga juda yaqin, turli bogʻlanish energiyasidan kelib chiqqan massa nuqsoni sezilarli darajada kichik boʻladi.

Stokiometrik boʻlmagan birikmalar/izotoplar

Zamonaviy kimyoning asosini yaratishda juda foydali boʻlsa-da, aniq nisbatlar qonuni hamma uchun toʻgʻri emas. Stoxiometrik boʻlmagan birikmalar (Bertollidlar) mavjud boʻlib, ularning elementar tarkibi turli namunada turlicha boʻlishi mumkin. Bunday birikmalar karra nisbat qonuniga amal qiladi. Misol tariqasida har bir kislorod atomi uchun 0,83 dan 0,95 gacha temir atomlarini oʻz ichiga olishi mumkin boʻlgan temir oksidi vüstitidir. Bu brikma shuning uchun massa boʻyicha 23 % dan 25 % gacha kislorodni oʻz ichiga oladi. Ideal formula FeO dir, ammo kristallografik vakansiyalar tufayli u Fe_0,95O ga teng. Umuman olganda, Proustning oʻlchovlari bunday oʻzgarishlarni aniqlash uchun yetarlicha aniq emas edi.

Bundan tashqari, elementning izotopik tarkibi uning manbasiga qarab oʻzgarishi mumkin, shuning uchun uning hatto sof stexiometrik birikmaning massasiga qoʻshgan hissasi ham farq qilishi mumkin. Ushbu oʻzgarish radiometrik hisobda qoʻllanadi, chunki astronomik, atmosfera, okean, yer qobigʻi va chuqurlikdagi jarayonlar baʼzi atrof- muhit izotoplarini afzal koʻrishi mumkin. Vodorod va uning izotoplari bundan mustasno, taʼsir odatda kichik, ammo zamonaviy asbob-uskunalar bilan oʻlchanadi.

Vodorodning nisbati koʻpgina tabiiy polimerlar tarkibida turlicha boʻladi (masalan, DNK, oqsillar, uglevodlar), hatto ular „sof“ boʻlsa ham. Polimerlar odatda „sof kimyoviy birikmalar“ deb hisoblanmaydi, ularning molekulyar ogʻirligi bir xil (mono-dispers) va stexiometriyasi doimiy boʻlgan hollar bundan mustasno. Ushbu noodatiy holatda, ular izotopik oʻzgarishlar tufayli qonunni buzishi mumkin.

Manbalar

↑ Zumdahl, S. S. „Chemistry“ Heath, 1986: Lexington, MA. ISBN 0-669-04529-2.
↑ Dalton, J. (1808). op. cit., ch. II, that Berthollet held the opinion that in all chemical unions, there exist insensible gradations in the proportions of the constituent principles.
↑ Dalton, J. (1808). A New System of Chemical Philosophy, volume 1, Manchester. Excerpt (Wayback Machine saytida 2021-10-06 sanasida arxivlangan). Accessed 2008-05-08.
↑ Gamow, George. One Two Three... Infinity: Facts and Speculations of Science, Bantam Science and Mathematics, Bantam, 1987 — 151–154-bet. ISBN 978-0486256641.

[1] Zumdahl, S. S. „Chemistry“ Heath, 1986: Lexington, MA. ISBN 0-669-04529-2.

[2] Dalton, J. (1808). op. cit., ch. II, that Berthollet held the opinion that in all chemical unions, there exist insensible gradations in the proportions of the constituent principles.

[3] Dalton, J. (1808). A New System of Chemical Philosophy, volume 1, Manchester. Excerpt (Wayback Machine saytida 2021-10-06 sanasida arxivlangan). Accessed 2008-05-08.

[Gamow-4] Gamow, George. One Two Three... Infinity: Facts and Speculations of Science, Bantam Science and Mathematics, Bantam, 1987 — 151–154-bet. ISBN 978-0486256641.

[1]

[2]

[3]

[4]