La ley de las Proporciones definidas, también conocida como la ley de las proporciones constantes o ley de Proust, establece que en un compuesto químico dado, los elementos se combinan en proporciones específicas y constantes en masa.
En otras palabras, la composición de un compuesto químico es fija y definida, y los elementos que lo constituyen están presentes en una relación de números enteros simples. Esta ley es un pilar fundamental de la química y fue una de las primeras leyes estequiométricas que se enunciaron.
Además, dado que la conversión elemental no ocurre en una reacción química, esto también significa que la relación de masa de los distintos elementos constituyentes que constituyen el compuesto es siempre constante.
Ejemplos de la ley de las proporciones definidas
Aquí tienes tres ejemplos que ilustran esta ley:
Síntesis del agua (formación del vapor de agua)
Reacción: 2H2(g) + O2(g) -> 2H2O(g)
En esta reacción, dos volúmenes de hidrógeno gaseoso reaccionan con un volumen de oxígeno gaseoso para formar dos volúmenes de vapor de agua. Esto cumple con la ley, ya que los volúmenes iniciales y finales están relacionados en una proporción de números enteros simples (2:1:2).
Descomposición del amoníaco
Reacción: 2NH3(g) -> 3H2(g) + N2(g)
En esta reacción, dos volúmenes de amoníaco gaseoso se descomponen para producir tres volúmenes de hidrógeno gaseoso y un volumen de nitrógeno gaseoso. Nuevamente, esta reacción cumple con la ley, ya que los volúmenes iniciales y finales están relacionados en una relación de números enteros simples (2:3:1).
Descomposición del clorato de potasio
Reacción: 2KClO3(s) -> 2KCl(s) + 3O2(g)
En esta reacción, dos moles de clorato de potasio sólido se descomponen para producir dos moles de cloruro de potasio sólido y tres moles de oxígeno gaseoso. La conversión de moles en volúmenes a condiciones estándar también cumple con la mencionada ley.
¿Quién enunció la ley de las proporciones definidas?
Joseph Louis Proust publicó la ley de las proporciones definidas en 1797.
Esta ley estaba implícitamente reconocida en análisis cuantitativos por otros químicos destacados en el siglo XVIII, y fue explicitada y confirmada por el químico francés Joseph Louis Proust.
Proust realizó numerosas investigaciones analizando la composición de una amplia variedad de compuestos químicos. Con ellos, descubrió que la masa de cada uno de los elementos químicos mantenía la misma proporción antes y después de formar el compuesto.
La ley de Proust contradecía las conclusiones de Claude Louis Berthollet (1748-1822). Berthollet opinaba que las relaciones de composición de los elementos químicos en un compuesto dependían de las condiciones de formación. Esta discrepancia generó una fuerte polémica en los inicios del siglo XIX.
Entre quienes apoyaron a Proust destacan Thomas Thomson, John Dalton, que basó el modelo atómico de Dalton en esta ley, y el químico sueco Jöns Jacob Berzelius.
En 1914, el químico ruso Nikolai Semenovich Kurnakov concluyó que los compuestos estequiométricos de Proust deberían ser considerados como tipos especiales de clases de fases, que llamó daltónidos en honor a John Dalton.
Sin embargo, también se sabe que los compuestos intermetálicos y algunos óxidos metálicos cambian la relación de los elementos componentes dentro de un cierto rango, y se les llama compuestos no estequiométricos o compuestos de Beltré.
Importancia de la ley de las proporciones definidas
La ley de Proust es de suma importancia en la química. Proporciona una base sólida para la estequiometría, que es el estudio de las relaciones cuantitativas entre los reactivos y productos en una reacción química.
Con base en esta ley, los químicos pueden calcular las cantidades precisas de reactivos necesarias para producir una cantidad determinada de producto, y viceversa. Esta información es esencial en la síntesis de productos químicos, la formulación de medicamentos, la fabricación de materiales y en muchas otras aplicaciones industriales y científicas.
Esta ley también es fundamental para la identificación y caracterización de compuestos químicos. Cuando se conoce la relación de masas en la que los elementos se combinan en un compuesto, se pueden realizar análisis químicos para determinar la composición de una sustancia desconocida.