Номер 11, страница 268 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 7. Неметаллы. Параграф 37. Кислородные соединения хлора - номер 11, страница 268.

Условие.

11. В 1786 г. некий французский учёный открыл соли хлорноватистой и хлорноватой кислот. Подготовьте сообщение о его роли в развитии химии. Выясните, какова была точка зрения учёного на постоянство состава веществ. Что мы знаем о постоянстве состава веществ сегодня?

Решение.

Решение 2.

Французский учёный, о котором идёт речь, — Клод Луи Бертолле (1748–1822). В 1786 году, изучая свойства хлора, он пропустил его через горячий концентрированный раствор гидроксида калия и получил соль, которую назвал «бертолетовой солью» — хлорат калия ($KClO_3$), являющийся солью хлорноватой кислоты ($HClO_3$). Также он исследовал и соли хлорноватистой кислоты ($HClO_2$) и гипохлориты.

Роль Клода Луи Бертолле в развитии химии

Клод Луи Бертолле внёс значительный вклад в развитие химии. Его основные заслуги включают:

• Исследование хлора и его соединений: Бертолле открыл хлорат калия ($KClO_3$), обладающий сильными окислительными свойствами. Он впервые применил хлор для отбеливания тканей и бумаги, создав так называемую «жавелеву воду» (раствор гипохлорита калия, а позже — натрия). Это открытие произвело революцию в текстильной промышленности.
• Определение состава аммиака: Бертолле установил элементный состав аммиака ($NH_3$), доказав, что он состоит из азота и водорода.
• Разработка химической номенклатуры: Вместе с А. Лавуазье, Л. Гитоном де Морво и А. Фуркруа он участвовал в создании новой, рациональной системы химической номенклатуры, которая легла в основу современной.
• Исследования химического равновесия: Бертолле был одним из первых учёных, кто высказал идею об обратимости химических реакций и влиянии масс реагирующих веществ на направление реакции, заложив основы учения о химическом равновесии.

Ответ: Роль Клода Луи Бертолле в химии заключается в открытии хлората калия, разработке метода отбеливания хлором, установлении состава аммиака, участии в создании современной химической номенклатуры и формировании первоначальных представлений о химическом равновесии.

Точка зрения Бертолле на постоянство состава веществ

Клод Луи Бертолле был главным противником закона постоянства состава, выдвинутого Жозефом Луи Прустом. Бертолле считал, что состав химического соединения не является постоянным, а может изменяться в определённых пределах в зависимости от условий его получения (в частности, от соотношения масс исходных веществ).

Он полагал, что элементы соединяются в любых соотношениях, подобно тому как смешиваются компоненты раствора. Свои выводы он основывал на изучении сплавов, стёкол и растворов, которые он ошибочно считал истинными химическими соединениями. Он утверждал, что если вещество А имеет большее сродство к веществу В, то при реакции образуется соединение, состав которого зависит от избытка или недостатка одного из реагентов. Соединения с переменным составом в его честь позже назвали бертоллидами.

Ответ: Точка зрения Бертолле заключалась в том, что состав химических соединений непостоянен и зависит от условий их образования, в частности от соотношения масс реагентов.

Современные представления о постоянстве состава веществ

Современная химия признаёт правоту обоих учёных, но с важными уточнениями. Основополагающим является закон постоянства состава (закон Пруста), который гласит: всякое чистое химическое соединение с молекулярным строением, независимо от способа его получения, имеет постоянный качественный и количественный состав. То есть атомы элементов в его молекулах находятся в строго определённых численных и массовых соотношениях. Такие соединения, подчиняющиеся закону Пруста, называются дальтонидами. К ним относится подавляющее большинство органических и неорганических веществ (например, вода $H_2O$, углекислый газ $CO_2$, метан $CH_4$).

Однако правота Бертолле подтвердилась открытием соединений переменного состава, которые были названы бертоллидами или нестехиометрическими соединениями. Это вещества, состав которых может изменяться в некоторых пределах без изменения кристаллической структуры. К ним относятся многие оксиды, сульфиды, карбиды и гидриды переходных металлов (например, оксид железа(II) часто имеет формулу $Fe_{1-x}O$, где $\text{x}$ может меняться, например, $Fe_{0.95}O$). Существование бертоллидов связано с дефектами в кристаллической решётке.

Кроме того, на состав вещества влияет наличие изотопов. Например, массовая доля кислорода в «тяжёлой» воде ($D_2O$) будет отличаться от его доли в обычной воде ($H_2O$). Однако, поскольку природное соотношение изотопов практически постоянно, для практических целей закон постоянства состава для дальтонидов выполняется с высокой точностью.

Ответ: Современная наука признаёт справедливость закона постоянства состава для соединений с молекулярным строением (дальтонидов), но также подтверждает существование соединений переменного состава (бертоллидов), в основном среди веществ с немолекулярным строением, тем самым частично признавая правоту Бертолле.