Основні кількісні закони хімії Закон сталості газу
Кожна чиста речовина незалежно від місця та способу її добування має сталий склад.
Наприклад, вода складається з атомів Гідрогену й Оксигену, причому масова частка атомів Гідрогену у воді становить 11,1%, а Оксигену — 88,9%. І незалежно від місця видобутку чиста вода — річкова, дощова або морська, отримана з Арктичного або Антарктичного льоду,— буде мати однаковий якісний та кількісний склад.
Закон сталості складу сформулював у 1799 році французький учений Жозеф Луї Пруст. Своє відкриття Пруст зробив, спираючись на результати кількісного аналізу оксидів, сульфідів та хлоридів металів. Унаслідок проведеного вагового аналізу оксигенових сполук Феруму, Купруму, Стануму, Меркурію та Плюмбуму він установив, що метали, які відповідають цим елементам (залізо, мідь, олово, ртуть, свинець), з’єднуються з киснем завжди в однакових пропорціях. У цих же роботах він показав, що природний купрум карбонат і купрум карбонат, отриманий хіміком у лабораторії, мають той самий сталий склад та колір. Так само нічим не відрізняється купрум оксид, отриманий з малахіту й отриманий унаслідок взаємодії міді з киснем.
Протилежних поглядів дотримувався його співвітчизник Клод Бертолле, котрий стверджував, що склад хімічних сполук може змінюватися залежно від умов їхнього добування. Він доводив, що на проходження хімічних реакцій впливає маса, зв’язок, летучість, розчинність, пружність тощо. Почалася наукова полеміка, яка тривала кілька років.
У той же час у полеміці взяв участь англійський учений Джон Дальтон. Він ретельно проаналізував маси речовин, що вступають у реакцію, на підставі чого сформулював закон кратних відношень. Після переконливих доказів Пруста й Дальтона погляди Пруста були підтримані кращими хіміками того часу, а позиції Бертолле визнані помилковими. Закон сталості складу дозволив установити кількісні співвідношення атомів хімічних елементів у сполуках і став основою визначення атомних мас елементів. Зараз закон сталості складу сприймають як звичайну річ, однак у той час відкриття цього закону було проривом у розвитку хімії як науки й стало одним з істотних доказів атомно-молекулярного вчення.
Однак ідеї Бертолле одержали нове тлумачення у XX столітті, коли були відкриті численні сполуки змінного складу, до яких належали деякі оксиди, сульфіди, нітриди тощо. Після цього відкриття за пропозицією російського хіміка М.С. Курнакова сполуки зі сталим складом були названі дальтонідами, а зі змінним — бертолідами. Склад дальтонідів виражають за допомогою простих формул із цілочисловими індексами, наприклад: Н2О, SО2, С2Нб. А склад бертолідів змінюється й не відповідає стехіометричним співвідношенням. Наприклад, склад ванадій(ІІ) оксиду зазвичай виражають за допомогою формули VО, хоча насправді його склад може змінюватися в межах від VO0,9 до VO1,3. При взаємодії цирконію з азотом утворюється цирконій нітрид. Окрім складу ZrN, є нітриди ZrN0,59, ZrN0,69, ZrN0,74,ZrN0,89.
У зв’язку з наявністю сполук змінного складу в сучасне формулювання закону сталості складу варто внести уточнення: склад сполук молекулярної структури є сталим незалежно від способу добування; склад сполук з немолекулярною структурою (атомною, іонною або металевою решіткою) не є сталим і залежить від умов добування.