Prawo stałości stosunków. Ciężar równoważnikowy

Drugie prawo, do którego stosują się wszystkie przemiany chemiczne, znane jest pod nazwą prawa stałości stosunków. W myśl tego prawa ilości wagowe substancji wchodzące ze sobą w reakcję stoją do siebie, a także do ilości powstających produktów w ściśle określonych stosunkach, Na przykład 4 części wagowe siarki łączą się z 7 częściami żelaza, dając 11 części siarczku żelaza (liczby zaokrąglone). Gdyby wziąć nadmiar jednej z substancji reagujących (np. 7 części żelaza i 5 części siarki), nadmiar ten nie wejdzie -w reakcję i pozostanie niezmieniony. Określona ilość cynku wywiązuje z kwasem siarkowym zawsze tę samą ilość wodoru, niezależnie od ilości kwasu (byle ilość ta była wystarczająca do przereagowania z całą ilością cynku).

Zgodnie z prawem stałości stosunków substancje proste tworząc ze sobą jakiś związek również łączą się w ściśle określonych stosunkach wagowych. Ta stałość składu ilościowego może służyć jako jedno z podstawowych kryteriów pozwalających odróżnić jednorodne związki chemiczne od mieszanin wieloskładnikowych. Tak więc tlen i wodór w stanie gazowym można mieszać w stosunkach dowolnych, para wodna natomiast, powstająca z połączenia tych gazów w reakcji syntezy, zawiera zawsze 8 części wagowych tlenu na jedną część wodoru. Na podstawie tego kryterium zalicza się np. roztwory do mieszanin, skład ich można bowiem zmieniać mniej lub więcej dowolnie. Powietrze nie stanowi indywiduum chemicznego, bo choć skład jego w różnych miejscach na powierzchni ziemi jest mniej więcej jednakowy, zmienia się jednak stopniowo w miarę wznoszenia się ku górze.

Ponieważ wodór zawsze występuje w związkach w ilościach najmniejszych, więc też ilości innych pierwiastków wchodzących w skład związków odnosi się do ilości wodoru. Tę ilość pierwiastka, która łączy się z jednostką (dokładniej z 1,008 jednostki, por. § 11) wagową wodoru, nazywa się jego ciężarem równoważnikowym (lub równoważnikiem chemicznym). W ten sposób ciężar równoważnikowy tlenu wynosi 8, bo w tym stosunku tlen łączy się z wodorem na wodę, ciężar równoważnikowy chloru wynosi 35,46 itd.

Ciężary równoważnikowe pierwiastków nie tworzących związków z wodorem określić można na podstawie stosunku wagowego, w jakim łączą się one z tlenem, mianowicie z 8 jednostkami wagowymi tego pierwiastka.

Ciężar równoważnikowy wyraża się liczbą niemianowaną. Natomiast ilość pierwiastka wyrażona w gramach i liczbowo równa ciężarowi równoważnikowemu nosi nazwę gramorównoważnika. A zatem gram o- równoważnik tlenu oznacza nie 8 jakichkolwiek jednostek, lecz 8 gramów tego pierwiastka, 3 g węgla stanowią jego równoważnik gramowy itd.