Kimyada, bazen Proust yasası ya da kesin bileşim yasası ya da sabit bileşim yasası olarak adlandırılan belirli oranlar kanunları, belirli bir kimyasal bileşiğin her zaman bileşen elementlerini sabit oranda (kütlece) içerdiğini ve kaynağına bağlı olmadığını belirtmektedir Ve hazırlanma yöntemi. Eşdeğer bir bildiri, belirli bir kimyasal bileşiğin tüm numunelerinin kütle ile aynı element bileşimine sahip olduğunu belirten sabit bileşim yasasıdır. Örneğin, oksijen, herhangi bir saf su örneğinin kütlesinin yaklaşık 8/9’unu oluştururken, hidrojen kütlenin kalan 1/9’ını oluşturur. Çok oranlarda yasalarla birlikte, kesin oranlar kanunu stokiometrinin temelini oluşturmaktadır.
Tarihçesi
Bu gözlem ilk olarak 1798-1804 arasında yapılan çeşitli deneylere dayanan Fransız kimyager Joseph Proust tarafından yapıldı. Bu gözlemlere dayanarak, Proust 1806’da bu gibi ifadeler yaptı:
Bu anıların başlangıcında kurduğum ilkeyi, yani bu deneylerden çıkararak sonuçlandıracağım. Diğer pek çok metal gibi demirin, her doğru bileşimi yöneten doğa yasasına tabidir, diğer bir deyişle, iki sabit orantı oksijen ile birleştiği anlamına gelir. Bu bakımdan kalay, cıva ve kurşun ile farklılık göstermez ve bir anlamda hemen hemen her yanıcı madde vardır.
Kesin oranlar kanunu, kimyasal bir bileşiğin tanımında bulunan modern kimyager için açıkça görülebilir. Bununla birlikte, 18. yüzyılın sonunda, bir kimyasal bileşik kavramı henüz tam olarak geliştirilmediğinde, kanun yeni idi. Aslında, ilk önerildiğinde, bu tartışmalı bir demeçti ve diğer kimyacılar, özellikle de Proust’un Fransız üyesi Claude Louis Berthollet tarafından karşıydı ve bu unsurların herhangi bir oranda birleşebileceğini savundu. Bu tartışmanın varlığı, o zaman saf kimyasal bileşikler ile karışımlar arasındaki ayrımın henüz tam olarak geliştirilmediğini göstermektedir.
Kesin oranlar kanunu, maddenin ayrı atomlardan oluştuğu, her element için bir tür atom olduğunu açıklayan 1803’te John Dalton’ın terfi ettiği atom teorisine katkıda bulundu ve sağlam bir teorik temel üzerine yerleştirildi ve Bileşikler sabit oranlarda farklı atom çeşitleri kombinasyonlarından yapılmıştır.
İlgili bir erken fikir, İngiliz atomisti William Prout tarafından formüle edilen Prout’un hipoteziydi ve hidrojen atomunun temel atom birimi olduğunu önermişti. Bu hipotezden atomik kütlelerin hidrojen kütlesinin tam kat katları olduğu esas sayı olan tam sayı kuralı türetilmiştir. Daha sonra, atom hacminin daha rafine edilmiş ölçümlerini, özellikle de Jons Jacob Berzelius tarafından 1820 ve 30 yıllarında reddedildi; bu, özellikle klorun atomik kütlesinin hipotezle bağdaşmayan 35.45 olduğu ortaya çıktı. 1920’lerden beri bu tutarsızlık izotopların varlığı ile açıklanmıştır; Herhangi bir izotopun atomik kütlesi, tüm sayı kuralını tatmin etmeye çok yakındır, farklı bağlama enerjilerinin neden olduğu kütle defekti önemli ölçüde daha küçüktür.
Stokiyometrik olmayan bileşikler
Modern kimyanın temelinde çok yararlı olmasına rağmen, kesin oranlar kanunu evrensel olarak doğru değildir. Elementik bileşimi, numuneden numuneye değişebilen stoikometrik olmayan bileşikler mevcuttur. Buna bir örnek, her oksijen atomu için 0.83-0.95 demir atomları içerebilen ve dolayısıyla kütlece% 23-25 arasında oksijen içeren demir oksit wüstittir. İdeal formül FeO’dur, ancak kristalografik boşluklar nedeniyle yaklaşık Fe0.95O’ya düşürülür. Genel olarak, Proust’un ölçümleri bu tür varyasyonları saptayacak kadar doğru değildi.
Buna ek olarak, bir elementin izotopik kompozisyonu, kaynağına bağlı olarak değişiklik gösterebilir, bu nedenle, saf stoikiometrik bir bileşiğin kütlesine katkısı da değişebilir. Bu varyasyon jeokimyasal tarihlemede kullanılır, çünkü astronomik, atmosferik, okyanusal, kabuksal ve derin Dünya işlemleri daha açık veya daha ağır izotopları tercihan konsantre olabilir. Hidrojen ve izotopları hariç olmak üzere, etki genellikle küçüktür, ancak modern enstrümantasyon ile ölçülebilirdir.
Ek not: birçok doğal polimer bileşimi (örneğin DNA, proteinler, karbonhidratlar) “saf” olduğunda bile değişir. Polimerler, molekül ağırlığı tekdüzeli (tek dağılımlı) ve stokiyometri sabit olduğu sürece genellikle “saf kimyasal bileşikler” olarak düşünülmez. Bu alışılmadık durumda, izotop değişiklikleri nedeniyle yasayı ihlal edebilirler.