علم الكيمياء

يعدّ علم الكيمياء من العلوم الطبيعيّة المعروفة والمستخدمة بين الناس، وهو عبارة عن علم يدرس جزيئات الموادّ والعناصر المختلفة، وتركيبها، وبناءها، وخواصّها، وجميع التغيرات التي تحدث عليها، ويقوم هذا العلم بربط الفيزياء بالعلوم الطبيعيّة، كالجيولوجيا، كما يضمّ العديد من القوانين التي سيتمّ شرح بعضها بالتفصيل في هذا المقال.

قوانين في الكيمياء

قانون أفوجادرو

هو واحد من القوانين المرتبطة بالغازات، وسمّي بهذا الاسم نسبة للعالم الإيطالي أميديو أفوجادرو، الذي وضع نصّه عام 1811، حيث وجد علاقةً بين حجم الغاز، وكمّية معيّنة منه تحت ضغطٍ ودرجة حرارة ثابتين، وينصّ قانون أفوجادرو على : “إن الأحجام المتساوية من الغازات المختلفة تحتوي على عدد متساوٍ من الجزيئات، وذلك عند ذات درجة الحرارة والضغط”، ورياضيّاً يمكن التعبير عنه كما يأتي:

K=v÷n حيث إنّ:
- k: هي ثابت الغاز
- v: حجم الغاز
- n: الكميّة الموجودة من الغاز.

قانون شارل

اكتشف هذا القانون العالم جاك شارل في العام 1787، وذلك حين قام بتعريض الغاز لضغط ثابت، وبدأ بدراسة العلاقة بين درجة الحرارة والحجم لهذا الغاز، وكانت نتيجة هذه التجربة: “إنّ حجم الغاز يتناسب بشكل طردي مع درجة حرارته المطلقة عند ثبات الضغط”، ويُمكن التعبير رياضيّاً عن قانون شارل حسب المعادلة الآتية:

K=V÷T حيث إن:
- V: حجم الغاز
- T: درجة حرارة الغاز بالكلفن
- k: ثابت.

مبدأ لوشاتلييه

يندرج هذه القانون تحت قائمة قوانين الاتّزان، وكان قد اكتشفه العالمان هنري لويس لوشاتيليه، وكارل فرديناند براون كلّ على حدة، وينصّ على أنّه: “عند حدوث أيّ تغيير في التركيز، أو درجة الحرارة، أو الحجم، أو ضغط المادة الجزيئيّ في نظام كيميائيّ معيّن في حالة اتّزان كيميائيّ، فإنّ هذا التغيير سيغيّر اتّجاه الاتّزان للحدّ من تأثير هذا التغيير”.

قانون هس الحراري

هو قانون وضعه العالم الألماني هس عام 1840، وهو من القوانين التي تعتمد عليها كثير من الحسابات الكيميائيّة، إذ يرتبط بالمحتوى الحراريّ، والديناميكيّة الحراريّة لتكوين مركّب ما، إذ ينصّ على أنّ: “قيمة حرارة التفاعل الكيميائيّ تكون ثابتة عند ثبات الضغط، وهي مجموع التغييرات الحراريّة لخطوات التفاعل المتتالية”، وهذا يدلّ على أنّ حرارة التفاعل تعتمد بشكل أساسيّ على خصائص الموادّ المتفاعلة والموادّ الناتجة من التفاعل، أي على الحالتين البدائيّة والنهائيّة له.

قانون حفظ الكتلة

قانون حفظ الكتلة، أو حفظ المادة هو قانون يُشير إلى أنّ المادة لا تنشأ ولا تفنى، بينما يمكن إعادة ترتيب جزيئاتها للحصول على موادّ جديدة، وينص على أنّه: “عند حدوث أيّ تفاعل كيميائيّ فإنّ كتل المواد الداخلة في التفاعل تساوي كتل الموادّ التي تنتج منه” كما يشير إلى أنّ “كتلة الموادّ في نظام مغلق لا تتغيّر مهما حدث داخل هذا النظام”.