1.6.La loi de Proust

Grâce à la loi de Lavoisier, nous savons que "dans toute réaction chimique, la somme des masses des réactifs est égale à la somme des masses des produits formés". Une question intéressante est de savoir s'il existe un lien logique, défini, constant, caractéristique, entre les masses des réactifs ou la masse d'un réactif et la masse d'un produit formé. Au vu des expériences précédentes, nous pressentons une réponse positive car l'interprétation moléculaire de la loi de Lavoisier nous dit que "le nombre d'atomes de chaque élément chimique est identique avant et après la réaction". La masse d'un atome d'un élément étant constante, la logique veut que de tels liens massiques entre réactifs ou entre un réactif et un produit formé existent. L'expérimentation va nous permettre de vérifier la validité de cette hypothèse.

Expérience 1

Considérons à nouveau la réaction d'association du soufre et du fer qui nous permet d'obtenir du sulfure de fer.

Les manipulations doivent être très précises! 

La loi de Lavoisier nous permet d'écrire:

Masse du fer + Masse du soufre = Masse du sulfure de fer.

Les masses du fer et du soufre qui s'unissent pour former du sulfure de fer sont dans un rapport constant. Des mesures très précises fournissent un rapport égal à 1.75. de la même façon, les masses de sulfure de fer et de soufre sont dans un rapport constant. Des mesures très précises fournissent un rapport égal à 2.75. Ceci signifie qu'une même masse de fer réagit toujours avec une même masse de soufre pour former une même masse de sulfure de fer.

Le rapport massique est différent pour chaque combinaison (produit formé). Lorsque le cuivre et le soufre s'unissent pour former du sulfure de cuivre|, le rapport massique du cuivre et du soufre est encore constant, mais différent de la valeur précédente. des mesures très précises fournissent les chiffres suivants:

Masse du cuivre / Masse du soufre = 3.97

Masse du sulfure de cuivre| / Masse du soufre = 4.97

    Interprétation moléculaire

Nous savons que toutes les molécules d'un corps pur, composé ou simple, sont identiques entre elles. Nous savons aussi que le nombre des atomes de chaque élément qui constitue une molécule d'un corps pur donné est toujours le même. La molécule de sulfure de fer est toujours formée de 1 atome de fer et de 1 atome de soufre; la molécule de sulfure de cuivre| est toujours formée de 2 atomes de cuivre et de 1 atome de soufre. Quel que soit le nombre de molécules de sulfure de fer, le nombre d'atomes de fer sera toujours identique au nombre d'atomes de soufre. Quel que soit le nombre de molécules de sulfure de cuivre|, le nombre d'atomes de cuivre sera toujours le double du nombre d'atomes de soufre. nous pouvons schématiser ceci de la manière suivante:

N atomes de soufre	+	N atomes de fer		N molécules de sulfure de f
	+
Y grammes de soufre	+	X grammes de fer		X + Y grammes de sulfure de fer

avec X/Y = 1.75     et     (X + Y)/Y = 2.75

De la même façon nous aurons:

N/2 atomes de soufre	+	N atomes de cuivre		N/2 molécules de sulfure de cuivre|
	+
Y grammes de soufre	+	X grammes de cuivre		X+Y grammes de sulfure de cuivre|

L'intérêt de la connaissance de cette loi est double:

     premièrement, elle permet de calculer avec précision les masses de réactifs à mettre en présence pour préparer un corps pur déterminé, sans qu'il y ait excès de l'un ou de l'autre réactif: économie d'argent, bonne pureté du corps pur synthétisé, bonnes conditions de sécurité de la manipulation.

   deuxièmement, le rapport massique de chaque combinaison étant constant et unique (propre à chaque combinaison), sa mesure précise est d'un précieux secours pour connaître la nature du corps pur synthétisé lors d'une réaction.

Nous pouvons maintenant introduire une nouvelle notion: appelons "combinaison chimique" la substance pure formée par association d'atomes lors d'une réaction chimique.

Synthèse 6

La loi de Proust ou des proportions définies nous apprend que: "lors de la formation d'un corps pur déterminé, le rapport entre les masses des deux réactifs ou le rapport entre les masses du produit formé et d'un réactif est constant".

Son interprétation moléculaire signifie que: "lors de la formation d'un corps pur déterminé le rapport entre le nombre des atomes des deux réactifs est constant et indépendant du nombre de molécules du corps pur déterminé formé". Ce qui peut se traduire par "la composition atomique des molécules d'un corps pur déterminé est identique pour chaque molécule" ou "toutes les molécules d'un corps pur déterminé ont la même composition atomique". Le corps pur formé par association d'atomes lors d'une réaction chimique se nomme "combinaison chimique".

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