La llei de les Proporcions definides, també coneguda com la llei de les proporcions constants o llei de Proust, estableix que en un compost químic donat, els elements es combinen en proporcions específiques i constants en massa.
En altres paraules, la composició d'un compost químic és fixa i definida, i els elements que el constitueixen són presents en una relació de nombres enters simples. Aquesta llei és un pilar fonamental de la química i va ser una de les primeres lleis estequiomètriques que es van enunciar.
A més, atès que la conversió elemental no passa en una reacció química, això també significa que la relació de massa dels diferents elements constituents que constitueixen el compost és sempre constant.
Exemples de la llei de les proporcions definides
Aquí tens tres exemples que il·lustren aquesta llei:
Síntesi de laigua (formació del vapor daigua)
Reacció: 2H2(g) + O2(g) -> 2H2O(g)
En aquesta reacció dos volums d'hidrogen gasós reaccionen amb un volum d'oxigen gasós per formar dos volums de vapor d'aigua. Això compleix la llei, ja que els volums inicials i finals estan relacionats en una proporció de nombres enters simples (2:1:2).
Descomposició de l'amoníac
Reacció: 2NH3(g) -> 3H2(g) + N2(g)
En aquesta reacció, dos volums d'amoníac gasós es descomponen per produir tres volums d'hidrogen gasós i un volum de nitrogen gasós. Novament, aquesta reacció compleix la llei, ja que els volums inicials i finals estan relacionats en una relació de nombres enters simples (2:3:1).
Descomposició del clorat de potassi
Reacció: 2KClO3(s) -> 2KCl(s) + 3O2(g)
En aquesta reacció, dos mols de clorat de potassi sòlid es descomponen per produir dos mols de clorur de potassi sòlid i tres mols d'oxigen gasós. La conversió de mols en volums a condicions estàndard també compleix amb la llei esmentada.
Qui va enunciar la llei de les proporcions definides?
Joseph Louis Proust va publicar la llei de les proporcions definides el 1797.
Aquesta llei estava implícitament reconeguda en anàlisis quantitatives per altres químics destacats al segle XVIII, i va ser explicitada i confirmada pel químic francès Joseph Louis Proust.
Proust va fer nombroses investigacions analitzant la composició d'una àmplia varietat de compostos químics. Amb ells, va descobrir que la massa de cadascun dels elements químics mantenia la mateixa proporció abans i després de formar el compost.
La llei de Proust contradeia les conclusions de Claude Louis Berthollet (1748-1822). Berthollet pensava que les relacions de composició dels elements químics en un compost depenien de les condicions de formació. Aquesta discrepància va generar una forta polèmica als inicis del segle XIX.
Entre els que van recolzar Proust destaquen Thomas Thomson, John Dalton, que va basar el model atòmic de Dalton en aquesta llei, i el químic suec Jöns Jacob Berzelius.
El 1914, el químic rus Nikolai Semenovich Kurnakov va concloure que els compostos estequiomètrics de Proust haurien de ser considerats com a tipus especials de classes de fases, que va anomenar daltònids en honor a John Dalton.
Tanmateix, també se sap que els compostos intermetàl·lics i alguns òxids metàl·lics canvien la relació dels elements components dins d'un cert rang, i se'ls anomena compostos no estequiomètrics o compostos de Beltré.
Importància de la llei de les proporcions definides
La llei de Proust és molt important en la química. Proporciona una base sòlida per a l'estequiometria, que és l'estudi de les relacions quantitatives entre els reactius i els productes en una reacció química.
Amb base a aquesta llei, els químics poden calcular les quantitats precises de reactius necessàries per produir una quantitat determinada de producte, i viceversa. Aquesta informació és essencial en la síntesi de productes químics, la formulació de medicaments, la fabricació de materials i moltes altres aplicacions industrials i científiques.
Aquesta llei també és fonamental per a la identificació i caracterització de compostos químics. Quan es coneix la relació de masses en què els elements es combinen en un compost, es poden fer anàlisis químiques per determinar la composició d'una substància desconeguda.