Definition av lagen om bestämda proportioner

De lag med bestämda proportionertillsammans med lagen i flera proportioner utgör grunden för studie av stökiometri inom kemi. Lagen med bestämda proportioner är också känd som Prousts lag eller lagen med konstant sammansättning.

Lagen med bestämda proportioner anger exempel på a förening kommer alltid att innehålla samma andel av element förbi massa. Elementets massförhållande är fast oavsett var elementen kommer från, hur föreningen framställs eller någon annan faktor. I huvudsak bygger lagen på det faktum att en atom i ett visst element är samma som någon annan atom i det elementet. Så, en syreatom är densamma, oavsett om den kommer från kiseldioxid eller syre i luften.

Lagen om konstant sammansättning är en likvärdig lag som anger att varje prov av en förening har samma sammansättning av element efter massa.

Lagen med bestämda proportioner säger att vatten alltid kommer att innehålla 1/9 väte och 8/9 syre i vikt.

Natrium och klor i bordsalt kombineras enligt regeln i NaCl. Atomvikten av natrium är cirka 23 och den av klor är cirka 35, så från lagen kan man dra slutsatsen att dissocierande 58 gram NaCl skulle producera cirka 23 g natrium och 35 g klor.

Även om lagen med bestämda proportioner kan verka uppenbar för en modern kemist, var det sätt på vilket element kombineras inte uppenbart i de första dagarna av kemi till slutet av 1700-talet. Den franska kemisten Joseph Proust (1754–1826) krediteras upptäckten, men den engelska kemisten och teologen Joseph Priestly (1783–1804) och den franska kemisten Antoine Lavoisier (1771–1794) var de första som publicerade lagen som ett vetenskapligt förslag 1794, baserat på studien av förbränning. De noterade att metaller alltid kombineras med två proportioner syre. Som vi vet idag är syre i luften en gas som består av två atomer, O₂.

Lagen bestreds varmt när den föreslogs. Fransk kemist Claude Louis Berthollet (1748–1822) var en motståndare, argumenterande element kunde kombineras i valfri proportion till bildande av föreningar. Det var inte förrän den engelska kemisten John Daltons (1766–1844) atomteori förklarade atomernas natur att lagen med bestämda proportioner accepterades.

Även om lagen med bestämda proportioner är användbar i kemi finns det undantag från regeln. Vissa föreningar har icke-stökiometrisk karaktär, vilket betyder att deras elementära sammansättning varierar från ett prov till ett annat. Till exempel är wustite en typ av järnoxid med en elementär sammansättning som varierar mellan 0,83 och 0,95 järn atomer för varje syreatom (23% –25 viktprocent syre). Den ideala formeln för järnoxid är FeO, men kristallstrukturen är sådan att det finns variationer. Formeln för wustite är skriven Fe_0.95O.

Dessutom varierar den isotopiska kompositionen för ett elementprov beroende på dess källa. Detta betyder att massan hos en ren stökiometrisk förening kommer att vara något annorlunda beroende på dess ursprung.

Polymerer varierar också i elementets sammansättning efter massa, även om de inte betraktas som verkliga kemiska föreningar i strikt kemisk mening.