די גרונט געזעצן פון כעמיע: די יסודות וואָס טרייבן מאָדערנע כעמיע
הקדמה
כעמיע איז א צווייג פון נאטור-וויסנשאפט וואס שטודירט די קאמפאזיציע, סטרוקטור, אייגנשאפטן, און ענדערונגען פון מאטעריע. הינטער דער מאגיע פון כעמישע רעאקציעס וואס באשטימען די אייגנשאפטן און ענדערונגען פון סובסטאנצן זענען יסודות'דיגע פרינציפן באקאנט אלס די יסודות'דיגע געזעצן פון כעמיע. די געזעצן נישט נאר פארמען די יסודות פון כעמיש וויסן, נאר שפילן אויך א וויכטיגע ראלע אין דער אנטוויקלונג פון וויסנשאפט און טעכנאלאגיע. אין דעם ארטיקל וועלן מיר אויספארשן עטלעכע פון די יסודות'דיגע געזעצן פון כעמיע וואס האבן געפירט מענטשלעכע ציוויליזאציע צו א טיפערן פארשטאנד פון דער וועלט ארום איר.
1. געזעץ פון קאנסערוואציע פון מאסע
דער געזעץ פון קאנסערוואציע פון מאסע, אויך באקאנט אלס לאוואסיערס געזעץ, איז גערופן נאך אנטואן לאוואסיע, וועלכער האט עס פארמולירט אין 18טן יארהונדערט. דער געזעץ זאגט אז די מאסע פון א סובסטאנץ אין א פארמאכטן סיסטעם בלייבט קאנסטאנט, נישט קיין חילוק וואספארא סארט כעמישע ענדערונגען פאסירן. מיט אנדערע ווערטער, די גאנצע מאסע פון די רעאקטאנטן אין א כעמישע רעאקציע איז גלייך צו דער גאנצער מאסע פון די פראדוקטן וואס ווערן פראדוצירט.
א פשוט ביישפּיל פון דעם געזעץ קען מען זען אין דער פארברענונג רעאַקציע פון אַ ליכט. כאָטש דער וואַקס שיינט צו שרינקען באַדייטנד ווען עס ברענט, די מאַסע פון די פּראָדוקטן פון פארברענונג (קוילן דייאַקסייד און וואַסער פארע) ווען גענוי געמאָסטן וועט זיין גלייך צו דער מאַסע פון די וואַקס און זויערשטאָף וואָס האָבן רעאַגירט.
דער געזעץ פון קאנסערוואציע פון מאַסע שאַפט דעם יסוד פֿאַר קוואַנטיטאַטיווער אַנאַליז אין כעמישע רעאַקציעס און ערלויבט וויסנשאַפֿטלער צו שרײַבן באַלאַנסירטע כעמישע גלייכונגען.
2. געזעץ פון קאנסטאנטע פראפארציעס (פרוסט'ס געזעץ)
דער פראנצויזישער כעמיקער יוסף פּרוסט אין די שפּעטע 18טע יאָרהונדערט האָט פאָרמולירט דעם געזעץ פון באַשטימטע פּראָפּאָרציעס, וואָס זאָגט אַז אַ געגעבענע כעמישע קאַמפּאַונד שטענדיק כּולל אירע קאָנסטיטואַנט עלעמענטן אין דער זעלביקער מאַסע פּראָפּאָרציע, ראַגאַרדלאַס פון זייער מקור אָדער מעטאָד פון פאָרמירונג.
למשל, א וואַסער מאָלעקול (H₂O), נישט קיין חילוק פון וואַנען עס קומט — צי פון רעגן, אַן אָזערע, צי יעדער אַנדערער מקור — כּולל שטענדיק צוויי וואַסערשטאָף אַטאָמען און איין זויערשטאָף אַטאָם אין אַ פעסטן מאַסע פאַרהעלטעניש (ארום 1:8).
די געזעץ איז זייער וויכטיג אין דער אנטוויקלונג פון קאנסיסטענטע כעמישע פארמולעס און איז די באזע פארן טעסטן די ריינקייט פון כעמישע פארבינדונגען.
3. געזעץ פון קייפל פּראָפּאָרציעס
דזשאן דאַלטאָן, אַן ענגלישער וויסנשאַפֿטלער באַקאַנט פֿאַר זײַן אַטאָם טעאָריע, האָט פֿאָרגעשטעלט דעם געזעץ פֿון קייפל פּראָפּאָרציעס אין די אָנהייב 19טן יאָרהונדערט. דער געזעץ זאָגט, אַז אויב צוויי עלעמענטן קענען פֿאָרמען מער ווי איין פֿאַרבינדונג, וועלן די מאַסעס פֿון איין עלעמענט צוזאַמען מיט אַ פֿיקסירטער מאַסע פֿון דעם אַנדערן עלעמענט זײַן אין פּשוטע גאַנצע-נומער פּראָפּאָרציעס.
למשל, קוילן-שטאָף און זויערשטאָף קענען שאַפֿן צוויי פֿאַרשידענע פֿאַרבינדונגען: קוילן-שטאָף מאָנאָקסייד (CO) און קוילן-שטאָף דייאַקסייד (CO₂). אין CO₂, איז די מאַסע-פֿאַרהעלטעניש פֿון קוילן-שטאָף צו זויערשטאָף 12:16 (אָדער 3:4), בשעת אין CO₂, איז די מאַסע-פֿאַרהעלטעניש פֿון קוילן-שטאָף צו זויערשטאָף 12:32 (אָדער 3:8). די פֿאַרהעלטעניש (4:8 אָדער 1:2) איז אַ גוט בייַשפּיל פֿון קייפל פֿאַרהעלטענישן.
דער געזעץ פון קייפל פּראָפּאָרציעס האָט פארשטארקט דעם באַגריף פון אַטאָמען און האָט איינגעפירט די געדאַנק אַז אַטאָמען זענען די קלענסטע איינהייטן פון עלעמענטן וואָס נעמען אָנטייל אין כעמישע רעאַקציעס.
4. אידעאלער גאז געזעץ (אַוואָגאַדראָ'ס געזעץ)
אַמעדעאָ אַוואָגאַדראָ, אַן איטאַליענישער וויסנשאַפֿטלער, האָט פֿאָרגעשטעלט די היפּאָטעזע אַז, ביי דער זעלבער טעמפּעראַטור און דרוק, גלייכע וואַליומען גאַזן אַנטהאַלטן די זעלבע צאָל מאָלעקולן. די היפּאָטעזע, באַקאַנט ווי אַוואָגאַדראָ'ס געזעץ, האָט געשפּילט אַ וויכטיקע ראָלע אין דער אַנטוויקלונג פֿון דער טעאָריע פֿון אידעאַלער גאַז און טערמאָדינאַמיק.
מאטעמאטיש, קען מען אויסדריקן דעם געזעץ אלס PV = nRT, וואו:
– פּ איז דער גאַז דרוק,
– V איז דער באַנד פֿון גאַז,
– n איז די צאָל מאָלן גאַז,
– R איז די אוניווערסאַלע גאַז קאָנסטאַנטע, און
– ט איז די טעמפּעראַטור אין קעלווין.
ניצנדיק אַוואָגאַדראָ'ס געזעץ, קענען מיר פֿאַרשטיין ווי גאַזן זיך אויפֿפֿירן אונטער פֿאַרשידענע באַדינגונגען און פֿאָרויסזאָגן ענדערונגען אין גאַזן באַזירט אויף טעמפּעראַטור, דרוק און באַנד.
5. געזעץ פון כעמישער גלייכגעוויכט (לע שאַטעליערס געזעץ)
לע שאַטעליער'ס געזעץ, גערופן נאך הענרי לואי לע שאַטעליער, זאגט אז אויב א כעמישע גלייכגעוויכט סיסטעם דערלעבט א ענדערונג אין באדינגונגען (קאנצענטראציע, דרוק, טעמפעראטור), וועט די סיסטעם רעאגירן דורך פארשיבן דעם גלייכגעוויכט אין דער ריכטונג וואס פארקלענערט די ענדערונג.
א רעאל-וועלט ביישפיל קען מען זען אין דער כעמישער אינדוסטריע, ווי צום ביישפיל די פראדוקציע פון אמאניאק (NH₃) דורך דעם האבער פראצעס. פארגרעסערן דעם דרוק פארשיבט דעם גלייכגעוויכט צו דער פארמאציע פון מער אמאניאק, לויט לע שאטעליער'ס פרינציפ.
די געזעץ איז זייער וויכטיג אין קאנטראלירן אינדוסטריעלע כעמישע רעאקציעס צו מאַקסאַמיזירן די געוואונטשענע פּראָדוקציע.
קעסימפּולאַן
די יסודות'דיגע געזעצן פון כעמיע זענען די יסודות וואס געבן אונז די מעגלעכקייט צו פארשטיין און פאראויסזאגן די רעאקציעס און אייגנשאפטן פון מאטעריע. דער געזעץ פון קאנסערוואציע פון מאסע לערנט אונז וועגן דער אומפארשידענהייט פון מאסע אין כעמישע רעאקציעס, דער געזעץ פון באשטימטע פראפארציעס זיכערט די קאנסיסטענץ פון קאמפאונד פארמולעס, דער געזעץ פון פארשידענע פראפארציעס באווייזט די אטאמישע סטרוקטור פון קאמפאונדס, אַוואָגאַדראָ'ס געזעץ דערקלערט די אויפפירונג פון גאזן, און לע שאַטעליער'ס געזעץ גיט אן איינבליק אין די דינאמיק פון כעמישן גלייכגעוויכט.
א טיפע פארשטענדעניש פון די געזעצן מאכט עס נישט נאר גרינגער פאר וויסנשאפטלער און אינזשענירן צו שאפן נייע טעכנאלאגיעס, נאר עס ערלויבט אונז אויך בעסער צו אפשאצן און פארשטיין די מיקראסקאפישע וועלט וואס פארעמט אונזער טעגליכן לעבן. דאס פונדאמענטאלע פארשטענדעניש גיט א בריק צו כידעש און אנטדעקונג, וואס פארשנעלערט דעם פארשריט פון וויסנשאפט און טעכנאלאגיע, און לעצטנס, מענטשלעכע ציוויליזאציע.
