Масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе веществ, образовавшихся в результате реакции. (М.В.Ломоносов, 1748 г)

Под­твер­дить пра­виль­ность за­ко­на со­хра­не­ния массы ве­ществ можно с по­мо­щью сле­ду­ю­ще­го опыта. В пер­вом со­су­де Лан­доль­та под­го­то­вим рас­тво­ры йо­ди­да калия и нит­ра­та свин­ца. Во вто­ром со­су­де – прой­дет ре­ак­ция хло­ри­да же­ле­за с ро­да­ни­дом калия. Плот­но за­кры­ва­ем проб­ки. Урав­но­ве­ши­ва­ем чашки весов. Со­хра­нит­ся ли рав­но­ве­сие после окон­ча­ния ре­ак­ций? В пер­вом со­су­де вы­па­да­ет жел­тый оса­док йо­ди­да свин­ца, во вто­ром об­ра­зу­ет­ся тем­но-крас­ный ро­да­нид трех­ва­лент­но­го же­ле­за. В со­су­дах Лан­доль­та про­изо­шли хи­ми­че­ские ре­ак­ции: об­ра­зо­ва­лись новые ве­ще­ства. Но рав­но­ве­сие не на­ру­ши­лось. Масса ис­ход­ных ве­ществ все­гда равна массе про­дук­тов ре­ак­ции.

Рис. Экс­пе­ри­мент, под­твер­жда­ю­щий пра­виль­ность за­ко­на со­хра­не­ния массы ве­ществ

При­ве­дем при­мер еще од­но­го опыта, до­ка­зы­ва­ю­ще­го пра­виль­ность за­ко­на со­хра­не­ния массы ве­ществ в хи­ми­че­ских ре­ак­ци­ях. Внут­ри колбы при за­кры­той проб­ке будет го­реть свеча. Урав­но­ве­сим весы. По­до­жжем свечу и опу­стим ее в колбу. Плот­но за­кро­ем колбу проб­кой. Го­ре­ние свечи – это хи­ми­че­ский про­цесс. Из­рас­хо­до­вав на­хо­дя­щий­ся в колбе кис­ло­род, свеча гас­нет, хи­ми­че­ская ре­ак­ция за­вер­ша­ет­ся. Но рав­но­ве­сие весов не на­ру­ша­ет­ся: масса про­дук­тов ре­ак­ции оста­ет­ся такой же, какой была масса ис­ход­ных ве­ществ.

Рис. Экс­пе­ри­мент с го­ря­щей све­чой в колбе

От­кры­тие за­ко­на со­хра­не­ния массы ве­ществ имело огром­ное зна­че­ние для даль­ней­ше­го раз­ви­тия химии. На ос­но­ва­нии за­ко­на со­хра­не­ния массы ве­ществ про­из­во­дят важ­ней­шие рас­че­ты и со­став­ля­ют урав­не­ния хи­ми­че­ских ре­ак­ций.

2H₂ + O₂  = 2H₂O 

Уче­ные XVII-XVIII вв. про­во­ди­ли мно­же­ство ко­ли­че­ствен­ных из­ме­ре­ний, в т.ч. по опре­де­ле­нию мас­со­вой доли эле­мен­та в ве­ще­стве. Но ре­зуль­та­ты их опы­тов были неточ­ны­ми, и как след­ствие, не сов­па­да­ли.

Фран­цуз­ский химик Клод Луи Бер­тол­ле пы­тал­ся до­ка­зать, что со­став ве­ществ за­ви­сит от про­пор­ций, в ко­то­рых на­хо­дят­ся ре­а­ги­ру­ю­щие ве­ще­ства.

Рис. Клод Луи Бер­тол­ле

В от­ли­чие от него дру­гой фран­цуз­ский химик Жозеф Луи Пруст про­вел много экс­пе­ри­мен­тов по ис­сле­до­ва­нию со­ста­ва раз­лич­ных ве­ществ и сде­лал вывод о по­сто­ян­стве со­ста­ва ве­ще­ства.

Рис. Жозеф Луи Пруст

В 1808 г. Пруст сфор­му­ли­ро­вал закон по­сто­ян­ства со­ста­ва ве­ществ: «Ве­ще­ства имеют по­сто­ян­ный со­став неза­ви­си­мо от спо­со­ба и места их по­лу­че­ния».

2. Суть закона

В своей ра­бо­те «Ис­сле­до­ва­ние меди» в 1799 г. Пруст по­ка­зал, что при­род­ный кар­бо­нат меди и кар­бо­нат меди, по­лу­чен­ный хи­ми­ка­ми в ла­бо­ра­то­рии, имеют один и тот же со­став.

Ничем не раз­ли­ча­ют­ся вода, те­ку­щая из на­ше­го крана,  вода из род­ни­ка, или вода, по­лу­чен­ная син­те­ти­че­ским путем (име­ет­ся в виду со­став чи­сто­го ве­ще­ства – воды, а не со­став смеси). Вода все­гда будет со­дер­жать по массе 11,1 % во­до­ро­да и 88,9 % кис­ло­ро­да.

Но при­ро­да го­раз­до раз­но­об­раз­нее, чем любая тео­рия, со­здан­ная че­ло­ве­ком. И из за­ко­на по­сто­ян­ства со­ста­ва ве­ществ есть ис­клю­че­ния. В XX веке было об­на­ру­же­но, что неко­то­рые со­еди­не­ния не имеют по­сто­ян­но­го со­ста­ва.

Таким об­ра­зом, нель­зя ска­зать, что Клод Бер­тол­ле был аб­со­лют­но неправ. Закон по­сто­ян­ства со­ста­ва ве­ществ имеет огра­ни­че­ния.

Ве­ще­ства, име­ю­щие пе­ре­мен­ный со­став су­ще­ству­ют, их на­зва­ли в честь Бер­тол­ле – бер­тол­ли­да­ми.

Бер­тол­ли­ды — со­еди­не­ния пе­ре­мен­но­го со­ста­ва, не под­чи­ня­ю­щи­е­ся за­ко­нам по­сто­ян­ных и крат­ных от­но­ше­ний. Бер­тол­ли­ды яв­ля­ют­ся несте­хио­мет­ри­че­ски­ми би­нар­ны­ми со­еди­не­ни­я­ми пе­ре­мен­но­го со­ста­ва, ко­то­рый за­ви­сит от спо­со­ба по­лу­че­ния. Мно­го­чис­лен­ные слу­чаи об­ра­зо­ва­ния бер­тол­ли­дов от­кры­ты в ме­тал­ли­че­ских си­сте­мах, а также среди ок­си­дов, суль­фи­дов, кар­би­дов, гид­ри­дов и др. На­при­мер, оксид ва­на­дия(II) может иметь в за­ви­си­мо­сти от усло­вий по­лу­че­ния, со­став от V0,9 до V1,3.