Leyes ponderales
Las leyes ponderales son aquellas que rigen el comportamiento de
la materia en los cambios químicos, en función de la masa de las
sustancias que participan.
Entre estas tenemos:
1. Ley de la conservación de la materia.
2. Ley de las proporciones definidas.
3. Ley de las proporciones múltiples.
4. Ley de los volúmenes de combinación.
Conservación de la
materia
Antoine Laurent Lavoisier generalizó sus resultados a todas las
reacciones químicas, enunciando:
“En toda reacción química, la masa total de las sustancias
reaccionantes es igual a la masa total de los productos de la
reacción”.
Proporciones definidas
Enunciada por el químico francés Joseph Louis Proust, en 1799:
“Cuando dos o más elementos se combinan para formar un
determinado compuesto lo hacen en una relación en peso
constante independientemente del proceso seguido para formarlo”.
Cuando se hacen reaccionar dos elementos químicos para formar
un determinado compuesto, dichos elementos siempre reaccionan
en la misma proporción (2 g de hidrógeno por cada 16 g de
oxígeno forman un mol de agua), de tal manera que si uno de
estos elementos se encuentra en exceso con relación al otro, este
exceso no tomará parte en la transformación.
Esta proporción se mantiene a pesar de que se prepare el
compuesto por diferentes procedimientos. Así, podemos preparar
agua combinando directamente hidrógeno y oxígeno, o bien
podemos obtenerla como uno de los productos de la combustión
de la madera.
Tanto en un caso como en el otro, la proporción en la que se
combinan el hidrógeno y el oxígeno siempre es la misma.
Proporciones múltiples
Proust y muchos químicos de su época encontraron compuestos
formados por los mismos elementos, que tenían distinta
composición. Por ejemplo, encontraron dos óxidos de cobre:
John Dalton resolvió esta inquietud al demostrar en el laboratorio
que, haciendo reaccionar cobre con oxígeno en diferentes
condiciones, se obtenían dos óxidos de cobre diferentes y
comprobó que, dependiendo de las condiciones, dos o más
elementos pueden combinarse de manera distinta.
Cuantitativamente verificó que, en unas condiciones dadas,
reaccionaba 1 g de oxígeno con 3,98 g de cobre para dar 4,98 g del
óxido de cobre II, mientras que en otras condiciones 1 g de oxígeno
reaccionaba con 7,96 g de cobre para dar 8,98 g de óxido de cobre I.
Las dos cantidades de cobre son, muy aproximadamente, una doble
de la otra y, por tanto, los pesos de cobre que se unen con un mismo
peso de oxígeno para formar los dos óxidos están en la relación de 1
es a 2.
“Las cantidades de un mismo elemento que se unen con una
cantidad fija de otro elemento para formar en cada caso un
compuesto distinto están en la relación de números enteros
sencillos”.
El enunciado de la ley de las proporciones múltiples se debe a
DALTON, en 1803 como resultado de su teoría atómica y es
establecida y comprobada definitivamente para un gran número
de compuestos por BERZELIUS en sus meticulosos estudios de
análisis de los mismos.
Volúmenes de combinación
Muchos de los compuestos y elementos que manejaban los
químicos en sus experiencias al final del siglo XVIII y comienzos del
XIX eran gases.
Debido a que era más fácil medir el volumen de un gas que
pesarlo, estudiaban con más frecuencia las relaciones de volumen.
Ejemplo:
Al hacer reaccionar un volumen de oxígeno con dos volúmenes de
hidrógeno, se obtenían dos volúmenes de vapor de agua, siempre
y cuando los volúmenes de los gases se midieran a la misma
presión y temperatura.
Joseph Gay-Lussac, demostró que la observación anterior se
cumplía para todas las reacciones en la que intervenían gases.
En 1808, enunció así su conocida ley de los volúmenes de
combinación:
“En cualquier reacción química los volúmenes de todas las
substancias gaseosas que intervienen en la misma, medidos en las
mismas condiciones de presión y temperatura, están en una
relación de números enteros sencillos”.
Esta relación sencilla entre los volúmenes de estos cuerpos
gaseosos reaccionantes no era un caso fortuito pues GAY-LUSSAC
mostró que se cumplía en todas las reacciones en que
intervienen gases tal como muestran los esquemas siguientes:
GAY-LUSSAC observó que el volumen de la combinación gaseosa
resultante era inferior o a lo más igual a la suma de los volúmenes
de las sustancias gaseosas que se combinan.
La ley no se aplica a la relación entre los volúmenes de los cuerpos
sólidos y líquidos reaccionantes tal como el volumen de azufre que
se une con el oxígeno para formar anhídrido sulfuroso.
Muchas gracias.
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