דיון בעקבות ניסוי שלישי

נתונים מן הסוג שהוצגו בטבלות הקודמות היו מוכרים בסוף המאה ה-18
ומדענים רבים התחבטו בניסיונות להסבירם. המטלה העומדת בפניכם היא
לעמוד במקומם ולנסות להסביר את העובדות הבאות:

כיצד ניתן להבין כי בתגובה בין חמצן ומימן היחס בין המסות של
שני היסודות הוא תמיד 8, ולא 8.2 או 7.9?

הידע שהיה בידי המדענים באותה תקופה התבסס על משנתם של המדענים הבאים:

הפנייה לחלופה נגישה

Powered by elearningfreak.com

עליכם להתייחס לכל מה שלמדתם עד כה ולדון בשאלות הבאות:

  1. האם דעותיו של אריסטו עשויות לעזור בהבנת הנתונים? אם כן, כיצד?
  2. האם דעותיו של דמוקריטוס עשויות לעזור בהבנת הנתונים? אם כן, כיצד?
  3. האם דעותיו של בויל עשויות לעזור בהבנת הנתונים? אם כן, כיצד?
  4. האם דעותיו של לבואזיה עשויות לעזור בהבנת הנתונים? אם כן, כיצד?
  5. כיצד הייתם אתם מסבירים את הנתונים שהובאו?

אם "התייעצתם" עם ארבעת המדענים שהוזכרו, מצאתם כי באופן כללי ניתן
למיין אותם לשלוש קבוצות:

  • אריסטו ולבואזיה – התייחסו בדבריהם רק להגדרת היסוד.
  • דמוקריטוס התייחס בדבריו רק לאטומים.
  • בויל הגדיר יסוד בצורה חדשה וניסה גם להסביר את הקשר בין
    תכונות של חומרים והמבנה הפנימי של חומרים אלה.

סביר להניח כי מצאתם גם שאף אחד מהם לא היה מסוגל לעזור לכם להבין
את הנתונים שהוצגו בפניכם. ואכן, לקראת סוף המאה ה-18 הצטברו הרבה
מאד נתונים כמותיים שאוחדו אמנם תחת שני חוקים בסיסיים, אך הסבר לא נמצא להם:

א. חוק שימור החומר (אשר נוסח בצורתו הסופית על-ידי לבואזייה):

תמונה המדגימה את חוק שימור החומר

"כאשר תגובה כימית מתרחשת בתוך כלי אטום, הכמות (מסה) של
החומרים בסוף התגובה שווה תמיד לכמות (מסה) של החומרים שהיתה בתחילת התגובה".

ב. חוק היחסים הקבועים:

 מסת התרכובת מסת היסודות המרכיבים: היחס חמצן:מימן
מים (גרם) מימן (גרם) חמצן (גרם)
10.00 1.11 8.88 8.88 : 1.11 = 8
 20.00  2.22  17.77 17.77 : 2.22 = 8
 30.00  3.33  26.65 26.65 : 3.33 = 8

בכל תרכובת נקיה, היחס בין כמויות (מסות) היסודות המרכיבים אותה,
קבוע. כלומר, אם נקח מדגם מים (נקיים), ממקור כלשהו היחס בין מסת
החמצן ומסת המימן בו תהיה תמיד קבועה וערכה יהיה בדיוק 8.

לכאורה, עובדה זו קשה להבנה. בחיי היום יום אנו ניתקלים בדרך כלל במצב ההפוך. אם מבשלים מרק, לדוגמה,  אפשר להוסיף לסיר כמויות שונות של החומרים השונים ולרוב (אלא אם כן הגזמנו בכמות המלח למשל) המרק יהיה אכיל וטעים.

ג. חוק המנות הכפולות:

 

מסת החנקן בתרכובת:
(גרם)
מסת החמצן בתרכובת:
(גרם)
היחס
מסת החמצן בתרכובת
מסת החמצן בתרכובת 1.
 1. 10.00 5.71
2. 10.00 11.43 2.00
3. 10.00 17.14 3.00
4. 10.00 22.86 4.00
5. 10.00 28.57 5.00

כאשר שני יסודות מתרכבים ויוצרים כמה תרכובות שונות, יהיה היחס בין
הכמויות (מסות) של יסוד נתון בתרכובות השונות מספר שלם ופשוט.

גם עובדה זו קשה להבנה.

חזרההמשך