Sabit Oranlar Kanunu Nedir?
Lavoisier’nin Kütlenin Korunumu Kanunu’nu oluştururken yaptığı deneysel çalışmalar birçok bilim insanına ilham kaynağı olmuştur. Bundan sonra bilim insanları kimyasal olaylarla kütle arasındaki ilişkiyi araştıran çalışmaları sürdürmüştür.
Bir karışımı oluşturan elementlerin miktarları arasında belli bir oran yoktur. Miktarları istediğimiz gibi değiştirebiliriz. Karışımın özellikleri de karıştırılan maddelerin miktarına göre değişir. 2 g demir ile 2 g veya 3 g kükürt karıştırılabilir. Aynı durum bileşiklerin sentezinde de geçerli midir? Elementler istenilen miktarlarda karıştırılarak bileşiğe dönüştürülebilir mi? Deney 1.1’i yaparak bunu görebilirsiniz.
Bir bileşik elde edilirken elde edilecek bileşiğin miktarına göre tepkimeye girenlerin miktarı da artırılır. Tepkimeye girenlerin miktarını artırırken neye dikkat edilmelidir?
Bir bileşiği oluşturan elementlerin kütleleri arasında belli bir oran vardır. Bu oran, tepkimeye girenlerin ya da oluşan bileşiğin miktarına bağlı değildir. Yaptığınız deneyde demir ile kükürt tamamen tepkimeye girmiş ise birleşen demir kütlesinin kükürt kütlesine oranı yaklaşık 7/4’tür. 11 g demir(II) sülfür elde etmek istiyorsak 7 g demir ile 4 g kükürdü tepkimeye sokmamız gerekir. 22 g demir(II) sülfür için 14 g demir ile 8 g kükürt gereklidir. Demir(II) sülfür bileşiği hangi yolla elde edilirse edilsin demirin kütlesi ile kükürdün kütlesi arasındaki oran değişmez.
Sizin yaptıklarınıza benzer deneyleri yapan bilim insanları da elementlerin bir bileşiği oluştururken ancak belirli kütle oranlarında birleşebildiklerini ortaya çıkarmışlardır. 1799 yılında Joseph Proust (Jozıf Praust) yazdığı bir makalede hep aynı miktar bakırı (Cu), sülfürik asit (H2SO4) ya da nitrik asitte (HNO3) çözüp sonra sodyum karbonat (Na2CO3) ya da potasyum karbonat (K2CO3) çözeltileri ile etkileştirdiğinde daima aynı kütlede bakır (II) karbonat (CuCO3) elde ettiğini belirtmiştir. Bu deneyler sonucunda bir bileşiği oluşturan elementlerin kütleleri arasındaki oranın değişmediğini ifade etmiştir. Bileşiğin kütlesi değişse de elementlerinin kütleleri arasındaki oranın hep sabit kaldığını kanıtlayarak Sabit Oranlar Kanunu olarak bilinen yasayı oluşturmuştur. Bu kanuna göre bir bileşiğin farklı miktardaki örneklerinde bileşenlerin kütleleri arasındaki oran aynıdır. Örneğin karbondioksit (CO2) bileşiğinin bir molekülünde bir karbon (C) atomu, iki oksijen (O) atomu ile birleşir. Bu bileşiği oluşturan karbon atomu kütlesinin oksijen atomu kütlesine oranı daima sabittir. Bu oran mC/mO = 3/8 olup bileşiğin nasıl ve hangi yoldan elde edildiğine bağlı olarak değişmez.
Sabit Oranlar Kanunu’nun sonucu olarak bir bileşikteki elementlerin kütlece yüzdelerinin sabit olduğu da ifade edilebilir. Örneğin 9 g su göz önüne alındığında bunun 8 g’ı oksijen, 1 g’ı da hidrojendir. Buna göre suyun kütlece yüzde %11,1’i hidrojen, %88,9’u oksijendir. Diğer bir deyişle 100 g suda 88,9 g oksijen ve 11,1 g hidrojen vardır.
