Kimika materiaren propietateen, konposizioaren eta aldaketen azterketa da. Zientziak aurrera egin ahala, zientzialariek hainbat oinarrizko lege formulatu dituzte, teoria eta aplikazio kimiko guztien oinarrian daudenak. Lege hauek ez dira soilik ezinbestekoak kimikaren oinarrizko ulermenerako, baita oso erabilgarriak ere teknologian, farmazian eta ingurumenean hainbat aplikazio praktikotan. Artikulu honek kimikaren lau oinarrizko lege aztertuko ditu: Masaren Kontserbazioaren Legea, Proportzio Definituen Legea, Proportzio Anitzen Legea eta Gay-Lussac-en Legea.
Masaren Kontserbazioaren Legea
Masaren Kontserbazioaren Legea, Lavoisierren Legea bezala ere ezaguna, XVIII. mendean formulatu zuen Antoine Lavoisier kimikari frantziarraren omenez izendatu dute. Lege honek dio erreakzio kimiko batean parte hartzen duten substantzien masa osoa ez dela aldatzen; substantzien masa erreakzioaren aurretik eta ondoren berdina dela.
Masaren Kontserbazio Legearen Printzipioa
Lege honen printzipio nagusia da masa ezin dela sortu edo suntsitu erreakzio kimiko batean. Erreakzio kimiko guztietan, erreaktiboen masa osoa produktuen masa osoaren berdina da.
Aplikazio Adibideak
Masaren Kontserbazio Legearen adibide sinple bat egurraren errekuntza da. Egurra erretzen denean, aireko oxigenoarekin erreakzionatzen du errautsak, karbono dioxido gasa eta ur-lurruna sortzeko. Egurraren eta oxigenoaren masa errekuntzaren aurretik eta errautsaren, karbono dioxidoaren eta ur-lurrunaren masa errekuntzaren ondoren neurtzen badugu, masa osoa berdina izango da.
\[ \text{Erreaktiboaren masa} = \text{Produktuen masa} \]
Beste adibide bat uraren elektrolisia da, non ura (H₂O) hidrogeno gasean (H₂) eta oxigeno gasean (O₂) deskonposatzen den. Deskonposatutako uraren masa sortutako hidrogeno eta oxigeno gasaren masa osoaren berdina izango da.
Proportzio Konstanteen Legea
Proportzio Definituen Legea, Proust-en Legea bezala ere ezaguna, Joseph Proust kimikari frantsesaren omenez izendatu zuten, XVIII. mendearen amaieran formulatu zuena. Lege honek dio konposatu kimiko bat beti elementu berdinetatik sortzen dela masa-erlazio finko eta definitu batean.
Proportzio Konstanteen Legearen Printzipioa
Lege honek dio konposatu kimiko baten konposizioa konstantea dela eta ez dagoela konposatua nola prestatzen den edo nondik datorren araberakoaren arabera. Adibidez, urak beti ditu bi hidrogeno atomo eta oxigeno atomo batez, hidrogenoaren eta oxigenoaren arteko masa-erlazioa gutxi gorabehera 1:8koa izanik.
Aplikazio Adibideak
Proportzio Definituen Legearen aplikazioaren adibide bat ura (H₂O) da. Ibaietatik, ozeanotik edo laborategian prestatutako urak beti hidrogeno eta oxigeno masa-erlazio bera du. Ura deskonposatzen badugu, beti hidrogenoa eta oxigenoa masa-erlazio finko batean aurkituko ditugu, gutxi gorabehera 1 hidrogeno gramo 8 oxigeno gramo bakoitzeko.
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.
Proportzio Anitzen Legearen Printzipioa
Lege honek erakusten du elementuak proportzio desberdinetan konbina daitezkeela konposatu desberdinak osatzeko, baina masa-proportzioak beti zenbaki oso sinpleak direla. Horrek teoria atomikoa babesten du, zeinak dioen atomoak erreakzio kimikoetan unitate zatiezin txikienak direla.
Aplikazio Adibideak
Proportzio Anitzen Legearen aplikazioaren adibide bat karbono eta oxigenoz eratutako konposatuetan ikus daiteke. Karbonoa oxigenoarekin konbina daiteke bi konposatu desberdin osatzeko: karbono monoxidoa (CO) eta karbono dioxidoa (CO₂). Bi konposatuetan karbono masa berarekin konbinatzen den oxigeno masa neurtzen badugu, karbono monoxidoan eta karbono dioxidoan oxigeno masen arteko erlazioa 1:2 dela ikusiko dugu.
\[ \text{CO:} \frac{1 \text{ gramo C}}{1,33 \text{ gramo O}} \]
\[ \text{CO}_2\text{:} \frac{1 \text{ gramo C}}{2,66 \text{ gramo O}} \]
\[ \frac{2,66}{1,33} = 2 \]
Gay-Lussac-en legea
Gay-Lussac-en legea, Joseph Louis Gay-Lussac-en omenez izendatua, dio gas baten presioa zuzenean proportzionala dela bere tenperaturarekin, gasaren bolumena konstante mantentzen denean. Lege hau garrantzitsua da gasen portaera ulertzeko eta gasen teoria zinetikoaren oinarrietako bat da.
Gay-Lussac-en legearen printzipioa
Lege honek dio gas baten bolumena konstante mantentzen bada, tenperaturaren igoerak gasaren presioaren igoera eragingo duela, eta alderantziz. Lege hau honela formula daiteke:
\[ \frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2} \]
non P presioa den, T tenperatura Kelvin-etan, eta 1 eta 2 indizeek hasierako eta azken baldintzak adierazten dituzten.
Aplikazio Adibideak
Gay-Lussac-en Legearen adibide bat gas zigilatu bat da. Zilindroa berotzen bada, barruko gasaren tenperatura handituko da, eta ondorioz, gasaren presioa ere handituko da. Printzipio hau da aerosol latak eta barne-errekuntzako motorrak bezalako gailu askoren funtzionamenduan erabiltzen dena.
Ondorioa
Kimikaren lau oinarrizko legeek —Masaren Kontserbazioaren Legea, Proportzio Definituen Legea, Proportzio Anizkoitzen Legea eta Gay-Lussac-en Legea— erreakzio kimikoak eta substantzien portaera hainbat baldintzatan ulertzeko oinarria ematen dute. Lege hauek ez dira kimikaren teoria eta praktikaren oinarrian soilik, baita zientzian eta teknologian aplikazio zabalak ere. Lege hauek ulertuz eta aplikatuz, erreakzio kimikoen emaitzak hobeto aurreikus ditzakegu, prozesu kimiko eraginkorrak diseinatu eta teknologia berriak, ingurumena errespetatzen dutenak eta iraunkorrak garatu. Ezagutza hau funtsezkoa da arlo erlazionatuetan lan egiten duten kimikari eta zientzialari guztientzat.
