化学変化における諸法則

質量保存の法則…ラボアジエ、1774年

 化学反応の前後において、反応に関係した物質の質量は不変である。

  2H2 + O2  → 2H2O

 (1g) (8g) (9g)

定比例の法則…プルースト、1799年

 化合物を構成する成分元素の質量比は常に一定である。

 水分子HOにおいて、HとOの質量比は1:8であり、180gの水があればHは必ず180× =20〔g〕含まれる。

原子説…ドルトン、1803年

  • 物質を次々と分割していくと、ついにはそれ以上分割できない粒子になる。この粒子を原子とよぶ。
  • 各元素に固有の大きさ、質量、性質をもつ原子が存在する。
  • 化合物は成分元素の原子が一定の割合で結合してできている。
  • 化学変化は、原子どうしの分離や新たな結合の生成によって起こる。このとき原子は生成も消滅もしない。

倍数比例の法則…ドルトン、1803年

 2種類の原子を結合させて、性質が異なる2種類以上の化合物をつくるとき、一方の原子の一定量と化合する他方の原子の質量は、各化合物間において簡単な整数比を示す。

化合物NとOの質量比酸素原子の質量比
NO14:16
NO214:32

気体反応の法則…ゲーリュサック、1808年

 反応する気体、および反応により生じる気体の体積の間には、簡単な整数比が成立する。

水素(3体積)窒素(1体積)アンモニア(2体積)
3H222NH3

アボガドロの法則(分子説)…アボガドロ、1811年

 気体は原子が結合した分子から成り立つ。分子の成分元素は一定の質量比を保ち(定比例の法則が成立)、同温・同圧下ではいかなる気体も同一体積中には同数の分子を含む。特に、標準状態(0℃、1013hPa)の気体22.4ℓには、1mol(約6.02×1023個)の分子が含まれる。

【問題1】水素 2.0 g を十分な量の酸素と反応させて水を生成した。生成物の質量は何 g か。

【問題2】窒素 10 mL と水素 30 mL を同温・同圧で反応させたとき、生成するアンモニアの体積は何 mL か。