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Leggi Ponderali

Spiegazione e analisi delle tre leggi ponderali

Verso la fine del XVIII secolo e l'inizio del XIX secolo, si studiarono con particolare importanza gli aspetti quantitativi delle reazioni chimiche, arrivando a descrivere il comportamento delle sostanze attraverso leggi che ancora oggi sono chiamate leggi fondamentali della chimica o leggi ponderali (ponderale = che riguarda il peso).

Le leggi ponderali riguardano alcuni comportamenti regolari riscontrati quando le sostanze reagiscono tra loro e sono state enunciate grazie all'utilizzo della bilancia.

Le leggi ponderali sono le seguenti:

1) Legge di Lavoisier

La legge di Lavoisier, nota anche come legge della conservazione della massa, afferma che: in una reazione chimica la somma delle masse dei reagenti è uguale alla somma delle masse dei prodotti.

Ricordiamo che i reagenti di una reazione chimica sono le sostanze di partenza, quelle che reagiscono per dare i prodotti della reazione, ovvero le sostanze che si vengono a formare.

legge di lavoisier

Se si fa avvenire la reazione di combustione in un ambiente chiuso (a) si dimostra che al termine della reazione la massa è rimasta invariata (b).

Questo enunciato costituì all'epoca una vera e propria rivoluzione di pensiero, in quanto affermava che la materia non si crea dal nulla, né scompare nel nulla, ma semplicemente si trasforma.

2) Legge di Proust

La legge di Proust, nota anche come legge delle proporzioni definite, afferma che: in un composto chimico gli elementi chimici che lo costituiscono sono presenti tra loro in proporzioni di massa definiti e costanti.

Proust, rifugiatosi in Spagna durante la Rivoluzione Francese, notò infatti che la composizione chimica della pirite spagnola era la stessa di quella francese. In particolare trovò che questo minerale era costituito da ferro e da zolfo e che per ogni grammo di ferro erano sempre presenti 0,57 grammi di zolfo: la proporzione tra ferro e zolfo nella pirite era pertanto "definita e costante".

3) Legge di Dalton

La legge di Dalton, nota anche come legge delle proporzioni multiple, afferma che: se due elementi si combinano tra loro per dare due o più composti, le quantità in peso di uno, che si combinano con una quantità fissa dell'altro, stanno tra loro in rapporti esprimibili mediante numeri interi e piccoli.

Per comprendere l'enunciato di questa legge possiamo considerare la serie dei composti che il cloro forma con l'ossigeno. Questi due elementi, reagendo tra loro, possono portare alla formazione di quattro composti diversi, che analizzati, risultano formati rispettivamente da:

  • 4,94 grammi di Cl e 1 grammo di O
  • 4,94 grammi di Cl e 3 grammi di O
  • 4,94 grammi di Cl e 5 grammi di O
  • 4,94 grammi di Cl e 7 grammi di O

Si nota che, mantenendo costante la massa di cloro fatta reagire, le quantità di ossigeno che si legano al cloro nel formare i diversi composti stanno tra loro nella proporzione di: 1 : 3 : 5 : 7, cioè secondo rapporti esprimibili mediante numeri interi e piccoli.

Nel 1803 l'inglese J. Dalton elaborò la prima teoria atomica secondo cui la materia è costituita da atomi. Il modello atomico di Dalton poggia su solide basi scientifiche e il suo punto di partenza fu una attenta analisi di queste leggi.

Le leggi ponderali riguardano il peso delle sostanze. Fu proprio A.L. Lavoisier, eminente chimico francese, che può essere considerato il "padre" della chimica, il primo ad utilizzare la bilancia come metodo di indagine; nel 1766 egli scriveva: "la bilancia è un fedele mezzo di prova che non inganna i chimici".

Nel 1799 il chimico francese J.L. Proust, rifugiatosi in Spagna durante la Rivoluzione Francese affermava: "Le proprietà dei composti sono invarianti come lo è il rapporto dei loro costituenti; da un polo all'altro della Terra l'aspetto dei composti può variare con lo stato di aggregazione ma le loro proprietà chimiche mai. Non è stata osservata nessuna differenza tra gli ossidi di ferro del sud e quelli del nord; il cinabro del Giappone è costituito con gli stessi rapporti di quello della Spagna; l'argento non è ossidato o clorurato in modo differente nel cloruro del Perù o in quello della Siberia".

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