Kimika materiaren propietateak, konposizioa eta aldaketak aztertzen dituen zientzia da. Eguneroko bizitzako oinarrizko zientzia gisa, kimikak hainbat lege ditu materia eta haren erreakzioak ulertzeko oinarri nagusi gisa balio dutenak. Artikulu honek kimikaren lau oinarrizko lege aztertuko ditu: Masaren Kontserbazioaren Legea, Proportzio Definituen Legea, Proportzio Anitzen Legea eta Gay-Lussac-en Legea.
1. Masaren Kontserbazioaren Legea
Masaren Kontserbazioaren Legea, Antoine Lavoisierrek 1789an aurkeztu zuena, dio substantzia baten masa osoa erreakzio kimiko baten aurretik eta ondoren berdina dela. Beste era batera esanda, masa ezin da sortu edo suntsitu erreakzio kimiko batean. Printzipio hau funtsezkoa da erreakzio kimikoen estekiometria kalkulatzeko.
Kontua:
Demagun erreakzio kimiko sinple bat dugula:
\[ 2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O \]
4 gramo hidrogeno (H₂) eta 32 gramo oxigeno (O₂) erabiltzen baditugu hasieran, erreakzioaren aurretik substantzien masa osoa 36 gramokoa da. Erreakzioaren ondoren, 36 gramo ur (H₂O) izango ditugu, eta horrek adierazten du masa osoa berdina dela.
Lege honek irakasten digu erreakzio kimiko guztietan, erreaktiboen eta produktuen masak berdinak izan behar direla. Beraz, ekuazio kimiko bat sortzerakoan, ziurtatu behar dugu ekuazioa orekatuta dagoela.
2. Proportzio konstanteen legea
Proportzio Definituen Legea, edo Proust-en Legea, 1797an proposatu zuen Joseph Proust aurkitzailearen izena darama. Konposatu kimiko bat beti elementu berdinez osatuta dagoela dio, masa-erlazio finko batean. Horrek esan nahi du uraren (H₂O) edozein lagin, adibidez, beti hidrogenoz eta oxigenoz osatuta dagoela masa-erlazio berean, gutxi gorabehera 1:8.
Kontua:
Edozein iturritatik ura hartzen badugu, hidrogenoaren eta oxigenoaren arteko masa-erlazioa beti 1:8 dela ikusiko dugu. Hori itsasoko, lakuetako edo euri-uretako urari aplikatzen zaio.
Lege hau funtsezkoa da, konposatu kimikoek konposizio finkoa dutela ulertzen laguntzen baitigu, haien jatorria edo prestatzeko metodoa edozein dela ere. Gainera, hainbat konposaturen formula kimikoak zehazteko oinarria da.
3. Proportzio Anitzen Legea
XIX. mendearen hasieran John Daltonek aurkitutako Proportzio Anizkoitzen Legeak dioenez, bi elementuk konposatu bat baino gehiago osa badezakete, elementu baten eta beste elementuaren masa jakin baten konbinazioak zenbaki oso sinpleen arteko erlazioan egongo dira.
Kontua:
Demagun karbonoa eta oxigenoa, bi konposatu desberdin osa ditzaketela: karbono monoxidoa (CO) eta karbono dioxidoa (CO₂). Karbono monoxidoan, karbonoaren eta oxigenoaren arteko masa-erlazioa 3:4 ingurukoa da gutxi gorabehera, eta karbono dioxidoan, berriz, karbonoaren eta oxigenoaren arteko masa-erlazioa 3:8 ingurukoa da gutxi gorabehera. Erlazio honek adierazten du CO eta CO₂-n, karbono masa jakin batekin konbinatutako oxigeno kantitatea 4:8 edo 1:2 erlazioan dagoela.
Lege honek ikuspegi garrantzitsuak ematen ditu atomoak proportzio desberdinetan nola konbinatzen diren hainbat konposatu sortzeko, eta Daltonen teoria atomikoa babesten du, materia atomo zatiezinez osatuta dagoela dioena.
4. Gay-Lussac-en legea
Gay-Lussac-en legea, Joseph Louis Gay-Lussac-ek 1808an proposatua, dio erreakzio kimiko batean, erreakzionatzen duten gasen bolumenak eta haien produktuenak, tenperatura eta presio berdinean neurtuta, zenbaki oso sinpleen arteko erlazioan daudela. Lege hau askotan gasen erreakzioetarako proportzio zehatzen legearen luzapentzat hartzen da.
Kontua:
Hidrogenoaren eta oxigenoaren arteko erreakzio bat badugu ura sortzeko, adibidez:
\[ 2H_2 (g) + O_2 (g) \rightarrow 2H_2O (g) \]
Beraz, hidrogeno gasaren bi bolumenek oxigeno gasaren bi bolumenekin erreakzionatzen dute ur gasaren bi bolumen (lurruna) sortzeko. Horrek erakusten du erreakzionatzen duten gasen bolumenen arteko erlazioa zenbaki oso sinple bat dela (2:1:2).
Lege hau oso garrantzitsua da gasen kimikan eta erreakzio kimikoetan gasek nola elkarreragiten duten azaltzen laguntzen du. Gainera, gas baten bolumen molarra eta molaren kontzeptua zehazten laguntzen du kimikan.
Ondorioa
Kimikaren lau oinarrizko lege hauek —Masaren Kontserbazioaren Legea, Proportzio Definituen Legea, Proportzio Anizkoitzen Legea eta Gay-Lussacen Legea— erreakzio kimikoak eta materiaren konposizioa ulertzeko funtsezko zutabeak dira. Ez dute soilik erreakzio kimikoen emaitza aurreikusteko esparru bat eskaintzen, baita kimika laborategian kalkulu kuantitatibo zehatzak egiteko ere laguntzen dute.
Lege hauek ulertu eta aplikatuz, hobeto uler dezakegu gure inguruko mundua, prozesu industrial handietatik hasi eta eguneroko fenomeno naturaletaraino. Kimikako aurkikuntza eta berrikuntza askoren oinarria dira, eta giza ezagutzaren mugak gainditzen jarraitzen dute.
