निश्चित अनुपात का नियम
रसायन विज्ञान में, निश्चित अनुपात का नियम, जिसे कभी-कभी प्राउस्ट का नियम या स्थिर संरचना का नियम भी कहा जाता है, बताता है कि किसी दिए गए अनुपात का नियम रासायनिक यौगिक में हमेशा अपने घटक तत्व निश्चित अनुपात (द्रव्यमान द्वारा) में होते हैं और यह इसके स्रोत और तैयारी की विधि पर निर्भर नहीं करता है। उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन का निर्माण होता है 8/9 शुद्ध पानी के किसी भी नमूने के द्रव्यमान का, जबकि हाइड्रोजन शेष भाग बनाता है 1/9 द्रव्यमान का: किसी यौगिक में दो तत्वों का द्रव्यमान सदैव समान अनुपात में होता है। अनेक अनुपातों के नियम के साथ-साथ, निश्चित अनुपात का नियम स्तुईचिओमेटरी का आधार बनता है।[1]
इतिहास
निश्चित अनुपात का नियम जोसेफ प्राउस्ट द्वारा 1797 में स्पेनिश शहर सेगोविआ में दिया गया था।[2] यह अवलोकन सबसे पहले इंगलैंड के धर्मशास्त्री और रसायनज्ञ जोसेफ प्रीस्टले और दहन की प्रक्रिया पर केंद्रित एक फ्रांसीसी रईस और रसायनज्ञ एंटोनी लवॉज़िएर द्वारा किया गया था। इस प्रकार प्राउस्ट ने 1794 में कानून को तैयार किया।[3]
I shall conclude by deducing from these experiments the principle I have established at the commencement of this memoir, viz. that iron like many other metals is subject to the law of nature which presides at every true combination, that is to say, that it unites with two constant proportions of oxygen. In this respect it does not differ from tin, mercury, and lead, and, in a word, almost every known combustible.
— Joseph L. Proust, Recherches sur le bleu de Prusse, Journal de Physique...
निश्चित अनुपात का नियम आधुनिक रसायनज्ञ को स्पष्ट प्रतीत हो सकता है, जो रासायनिक यौगिक की परिभाषा में निहित है। हालाँकि, 18वीं शताब्दी के अंत में, जब रासायनिक यौगिक की अवधारणा अभी तक पूरी तरह से विकसित नहीं हुई थी, कानून नया था। वास्तव में, जब पहली बार प्रस्तावित किया गया था, तो यह एक विवादास्पद बयान था और अन्य रसायनज्ञों ने इसका विरोध किया था, विशेष रूप से प्राउस्ट के साथी फ्रांसीसी क्लाउड लुई बर्थोलेट ने, जिन्होंने तर्क दिया था कि तत्व किसी भी अनुपात में संयोजित हो सकते हैं।[4] इस बहस का अस्तित्व दर्शाता है कि, उस समय, शुद्ध रासायनिक यौगिकों और मिश्रण के बीच अंतर अभी तक पूरी तरह से विकसित नहीं हुआ था।[5] निश्चित अनुपात के नियम ने 1803 में जॉन डाल्टन द्वारा प्रचारित परमाणु सिद्धांत में योगदान दिया और इसे एक दृढ़ सैद्धांतिक आधार पर रखा, जिसने पदार्थ को अलग-अलग परमाणुओं से मिलकर समझाया, कि प्रत्येक तत्व के लिए एक प्रकार का परमाणु था, और कि यौगिक निश्चित अनुपात में विभिन्न प्रकार के परमाणुओं के संयोजन से बने थे।[6] एक संबंधित प्रारंभिक विचार प्राउट की परिकल्पना थी, जिसे अंग्रेजी रसायनज्ञ विलियम प्राउट ने तैयार किया था, जिन्होंने प्रस्तावित किया था कि हाइड्रोजन परमाणु मौलिक परमाणु इकाई थी। इस परिकल्पना से पूर्ण संख्या नियम प्राप्त हुआ, जो कि सामान्य नियम था कि परमाणु द्रव्यमान हाइड्रोजन के द्रव्यमान के पूर्ण संख्या गुणज थे। इसे बाद में 1820 और 30 के दशक में परमाणु द्रव्यमान के अधिक परिष्कृत मापों के बाद खारिज कर दिया गया था, विशेष रूप से जॉन्स जैकब बर्ज़ेलियस द्वारा परिकल्पना। 1920 के दशक से इस विसंगति को आइसोटोप की उपस्थिति द्वारा समझाया गया है; किसी भी आइसोटोप का परमाणु द्रव्यमान पूर्ण संख्या नियम को संतुष्ट करने के बहुत करीब है,[7] अलग-अलग बंधन ऊर्जाओं के कारण होने वाला द्रव्यमान दोष काफी छोटा होता है।
गैर-स्टोइकोमेट्रिक यौगिक और आइसोटोप
यद्यपि आधुनिक रसायन विज्ञान की नींव में बहुत उपयोगी है, निश्चित अनुपात का नियम सार्वभौमिक रूप से सत्य नहीं है। ऐसे गैर-स्टोइकोमेट्रिक यौगिक मौजूद हैं जिनकी मौलिक संरचना नमूने से नमूने में भिन्न हो सकती है। ऐसे यौगिक एकाधिक अनुपात के नियम का पालन करते हैं। एक उदाहरण लौह ऑक्साइड वुस्टाइट है, जिसमें प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु के लिए 0.83 और 0.95 लौह परमाणु हो सकते हैं, और इस प्रकार द्रव्यमान के हिसाब से 23% और 25% ऑक्सीजन के बीच कहीं भी हो सकता है। आदर्श सूत्र FeO है, लेकिन क्रिस्टलोग्राफिक रिक्तियों के कारण यह Fe के बारे में है0.95ओ. सामान्य तौर पर, प्राउस्ट के माप ऐसी विविधताओं का पता लगाने के लिए पर्याप्त सटीक नहीं थे।
इसके अलावा, किसी तत्व की आइसोटोप संरचना उसके स्रोत के आधार पर भिन्न हो सकती है, इसलिए शुद्ध स्टोइकोमेट्रिक यौगिक के द्रव्यमान में भी इसका योगदान भिन्न हो सकता है। इस भिन्नता का उपयोग रेडियोमेट्रिक डेटिंग में किया जाता है क्योंकि खगोल विज्ञान, वायुमंडलीय, समुद्री, पृथ्वी की पपड़ी और गहरी पृथ्वी प्रक्रियाएं कुछ पर्यावरणीय आइसोटोप को प्राथमिकता से केंद्रित कर सकती हैं। हाइड्रोजन और उसके समस्थानिकों के अपवाद के साथ, प्रभाव आमतौर पर छोटा होता है, लेकिन आधुनिक उपकरणों से इसे मापा जा सकता है।
कई प्राकृतिक पॉलीमर शुद्ध होने पर भी संरचना (उदाहरण के लिए डीएनए, प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट) में भिन्न होते हैं। पॉलिमर को आमतौर पर शुद्ध रासायनिक यौगिक नहीं माना जाता है, सिवाय इसके कि जब उनका आणविक भार एक समान (मोनो-फैलाव) हो और उनकी स्टोइकोमेट्री स्थिर हो। इस असामान्य मामले में, समस्थानिक विविधताओं के कारण वे अभी भी कानून का उल्लंघन कर सकते हैं।
संदर्भ
- ↑ Zumdahl, S. S. “Chemistry” Heath, 1986: Lexington, MA. ISBN 0-669-04529-2.
- ↑ Conozca usted España - Segovia (in español), 2022-07-06, retrieved 2023-01-13
- ↑ Proust, J. L. (1794). "Extrait d'un mémoire intitulé : Recherches sur le bleu de Prusse". Journal de Physique, de Chimie, d'Histoire Naturelle et des Arts. 45: 334-341 (specifically, p. 341).
- ↑ Dalton, J. (1808). op. cit., ch. II, that Berthollet held the opinion that in all chemical unions, there exist insensible gradations in the proportions of the constituent principles.
- ↑ Proust argued that compound applies only to materials with fixed proportions: Proust, J.-L. (1806). Sur les mines de cobalt, nickel et autres, Journal de Physique, 63:566-8. Excerpt Archived 2022-01-21 at the Wayback Machine, from Maurice Crosland, ed., The Science of Matter: a Historical Survey, Harmondsworth, UK: Penguin, 1971. Accessed 2008-05-08.
- ↑ Dalton, J. (1808). A New System of Chemical Philosophy, volume 1, Manchester. Excerpt Archived 2021-10-06 at the Wayback Machine. Accessed 2008-05-08.
- ↑ Gamow, George (1987). One Two Three... Infinity: Facts and Speculations of Science (Bantam Science and Mathematics ed.). Bantam. pp. 151–154. ISBN 978-0486256641.