Chemie na GJN

Základní chemické zákony znamenaly velký skok dopředu v dobách, kdy se chemie formovala v seriózní přírodní vědu a opouštěla tak mystickou alchymii. Většina z těchto zákonů se natolik vžila, že se již neuvádí, protože je všichni automaticky uplatňují, proto ani náš výčet nebude úplně vyčerpávající.

Zákon zachování hmotnosti: Hmotnost všech reaktantů se rovná hmotnosti všech produktů.

Tento zákon můžeme parafrázovat několika způsoby. Vyplývá z něj, že atomy se nám reakcí pouze přeuspořádají. Některé částice zaniknou, jiné vzniknou, ale celkový počet atomů jednotlivých prvků musí být zachován. Atomy se reakcí nemohou ztratit, ani vzniknout z ničeho. Poprvé tento zákon formuloval Lomonosov (1748) a později nezávisle na něm Lavoisier (1774).

Zákon zachování energie: Energie izolované soustavy je konstantní.

Ani energii nemůžeme nějak zničit nebo vytvořit z ničeho. Během reakce se jen různě přeměňuje, některá se uloží do chemických vazeb, jiná se přemění na teplo. Pokud budeme mít soustavu izolovanou, tedy zamezíme výměně energie soustavy s okolím, celkový součet všech energií před a po reakci musí být stejný. Zákon opět poprvé formuloval Lomonosov (1748), ve známost vstoupil až po novější, nezávislé formulaci Mayerem (1842).

O pár desítek let později přišel jeden vědec. Možná jej znáte. Jmenoval se Albert Einstein, který dokázal, že oba předešlé zákony jsou totožné. Einsteinova práce dokázala, že hmota se může přeměnit na energii a obráceně. Společná formulace zní

Celková hmotnost a energie izolované soustavy se nemění.

Pro představu bylo spočítáno, že sloučením 1 g vodíku s přibližně 8 g kyslíku za vzniku vody se uvolní energie 1,4 . 10⁵J, což odpovídá snížení hmotnosti o 1,6 . 10^-12kg. Tato hodnota je v běžných laboratorních podmínkách velmi obtížně zaznamenatelná.

Z historičtějších zákonů zmíníme

Zákon stálých poměrů slučovacích: Poměr prvků nebo součástí dané sloučeniny je vždy stejný a nezávislý na způsobu přípravy sloučeniny.

Pokud budu mít nějakou jasně definovanou látku, třeba vodu H₂O, pak poměr zastoupení vodíku a kyslíku bude 2:1 a hmotnostní poměr vodíku a kyslíku bude (po zaokrouhlení) 1: 8 a je jedno, jestli jsem tu vodu připravil:

Zkuste vyjmenovat alespoň čtyři způsoby/reakce, kterými vznikne voda 😀

Pokud poměr odpovídat nebude, nejedná se o vodu, ale jinou sloučeninu. Třeba peroxid vodíku H₂O₂. Zákon byl formulován nezávisle Proustem a Daltonem (1799).

Dále existují: zákon násobných poměrů slučovacích, zákon stálých poměrů objemových, zákon Avogadrův. Ty přenechávám vašemu samostudiu.

Otázka k zamyšlení 8: Jak si vysvětlujete, že dva a někdy i více vědců objevili nezávisle na sobě to samé, a to klidně i v intervalu několika desítek let?