일정 성분비 법칙

1. 의미[편집]

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Law of definite proportions (Proust's Law)

하나의 화합물을 이루고 있는 성분원소의 질량의 비는 일정하다는 법칙. 정비례의 법칙이라고도 한다. 1799년 프랑스의 화학자이자 약학자인 조제프 루이 프루스트(Joseph Louis Proust)가 인공적으로 합성한 탄산구리와 천연의 탄산구리는 조성이 같다는 것을 발견해 이 법칙을 제창하였다.

예를 들면, 질량 1 만큼의 수소에 대해서는 언제나 질량 8 만큼의 산소가 반응하여 그 결과 물이 생긴다. 만약 물에서 수소 원자가 차지하는 질량이 2.5라면, 산소 원자가 차지하는 질량은 20이 되어, 수소:산소의 질량 비는 언제나 1 : 8이 된다.

그에 반해 프랑스의 화학자였던 클로드 루이 베르톨레는 화학 반응에 있어서 원소는 모든 비율로 반응할 수 있다고 주장하였다. 산화철의 경우 Fe₃O₄와 FeO, Fe₂O₃의 혼합물으로 존재하기도 하는데, 이렇게 일정 성분비의 법칙이 들어맞지 않는 화합물을 베르톨라이드(berthollide), 비화학량론적 화합물(non-stoichiometric compound) 또는 고용체라고 부른다.

2. 실험[편집]

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[실험 1 펼치기 · 접기]

준비물: 전자 저울, 볼트와 너트

1. 볼트(B) 1개와 너트(N) 2개를 결합시켜 모형 BN₂를 만든다.
2. BN₂의 질량을 측정한다.
3. BN₂에서 볼트(B)와 너트(N)을 분리한 다음 볼트(B)와 너트(N)의 질량을 각각 측정한다.
4. BN₂의 질량과 따로 측정한 볼트(B)와 너트(N)의 질량의 합을 비교한다.
5. 볼트(B)와 너트(N)의 질량비를 구한다.
6. BN₂를 2～4개 만들어 위의 과정을 반복한다.

[실험 2 펼치기 · 접기]

준비물: 메스실린더, 질산납, 아이오딘화 칼륨

1. 메스실린더 5개를 준비한다.
2. 모든 메스실린더에 질산납 수용액을 4ml 넣어준다.
3. 5개중 4개의 메스실린더에 각각 3,4,5,6ml 씩 아이오딘화 칼륨을 넣어준다.
4. 기다리면 앙금이 생기는데 그 앙금의 높이는 같다.