Основні поняття і закони хімії
У 1756 р. М. В. Ломоносов експериментальне довів це положення, висловлене у вигляді філософської концепції, здій¬снюючи досліди з випалювання металів у запаяній реторті.
Незалежно від Ломоносова, закон збереження маси було відкрито і введено в хімію французьким ученим Антуаном Лавуазьє у 1789 р., котрий зробив ще один важливий висновок: під час хімічних реакцій зберігається не тільки загальна маса речовин, а й маса кожного елемента, що входить до складу реагуючих речовин. Отже, під час хімічних реакцій елементи не перетворюються один на одний, а зберігаються.
Сучасне формулювання закону збереження маси таке:
Маса речовин, які вступають у хімічку реакцію, і дорівнює масі речовин, які утворюються внаслідок реакції.
Це можна пояснити тим, що у процесі хімічної реакції від¬бувається тільки перегрупування атомів, але кількість атомів і маса кожного з них залишаються сталими. Якщо ж кількість атомів кожного елемента, отже їхня загальна маса, не змі¬нюється, то й маса реагентів повинна дорівнювати масі про¬дуктів.
Закон збереження маси відіграв значну роль у становленні атомно-молекулярного вчення і подальшому розвитку хімії як науки.На підставі закону збереження маси складаються рівняння хімічних реакцій і здійснюються практично важливі розра¬хунки.
Закон сталості складу. Наступним кроком у розвитку хімії стало встановлення положення про сталість складу речовин, виведеного французьким ученим Ж. Прустом:
Кожна хімічно чиста речовина має сталий склад, і незалежно від умов і способів її добування.
Наприклад, воду можна добути будь-яким способом:
2Н2 + О2 = 2Н2О
2Fе(ОН)3 = Fе2O3 + 3Н2О
Н2SО4 + 2NaОН = Na2SO4 + 2Н2O
Н2SіО3 = SіО2 + Н2О
Співвідношення атомів Гідрогену та Оксигену в молекулі води завжди 2 : 1, а масове співвідношення 2:16 або 1 : 8 (зва¬жаючи на те, що Ar(H) = 1, а Аr(О) = 16). Масові частки Гід¬рогену й Оксигену в хімічно чистому зразку води відповідно становлять 11,12 і 88,88 %.
Отже, якщо речовина являє собою індивідуальну хімічну сполуку (без домішок), то її склад сталий і не залежить від способу добування. Відхилення від зазначеного складу свід¬чать про наявність домішок. Проте зворотне твердження — кожному певному складу відповідає тільки одна хімічна спо¬лука — неправильне.
Наприклад, диметиловий етер СН3—О—СН3 і етиловий спирт С2Н5ОН мають однаковий хімічний склад С2Н6О, але є різними хімічними сполуками, що відрізняються одна від одної структурою молекул, тобто порядком з'єднання в них атомів.
Речовини з однаковим хімічним складом і різною будовою називаються ізомерами.
Отже, кількісний склад сам по собі не визначає специфіки речовини.
Правильність висловленого Ж. Прустом положення про сталість складу речовин заперечував відомий на той час авто¬ритет, французький хімік К. Бертолле, який вважав, що склад речовини може змінюватися у певних межах.