일정성분비의 법칙

요약 화합물을 구성하는 각 성분원소의 질량비는 항상 일정하다는 법칙으로 프랑스의 화학자 프루스트가 1799년에 발표했다.

"한 화합물을 구성하는 성분 원소들의 질량비는 항상 일정하다"는 것이 일정 성분비의 법칙이다. 일정 성분비의 법칙은 1799년 프랑스의 화학자 프루스트에 의해 제안되었다. 당시 그의 친구이자 화학자인 베르톨렛은 이러한 프루스트의 주장을 반대하여 화합물의 조성은 일정하지 않다고 주장하였다. 그는 같은 화합물이라도 만드는 방법이나 시료의 분량을 달리해주면 그 조성이 여러 가지로 달라지며 특별한 경우에만 프루스트의 제안이 성립된다고 하였다. 그런데 베르톨렛은 구리의 황화물이나 철의 산화물을 분석하여 그 성분비가 일정하지 않다고 주장했는데 그는 구리의 황화물이나 철의 산화물에는 2종류 이상이 있음을 몰랐던 것이므로  프루스트의 제안이 옳다는 것이 증명되었다.

현재 알려진 바에 의하면 대부분의 화합물은 일정 성분비의 법칙이 잘 성립되나 일부는 질량비가 일정하지 않은 경우가 있다. 대개 결정형 무기 화합물에서 이러한 화합물이 생기는 경우가 있는데 이러한 화합물은 베르톨렛을 기념하여 '베르톨라이드 화합물'이라고 한다.

물질이 순수하다면 한 가지 물질은 천연산이나 인공으로 만든 것이나 일정한 조성비를 가진다. 예를 들어 산소와 수소로 이루어진 물 분자의 질량비는 수소 11.19%, 산소 88.81%의 비율로 일정하다. 이것은 물이 얼음, 수증기로 다른 상태에 있더라도, 그리고 강물, 지하수, 해수 등 어디에 있더라도 일정하다.

또한 사탕수수에서 추출하는 설탕(화학식 C₁₂H₂₂O₁₁) 역시 사탕수수의 종류나 산지가 달라도 설탕을 구성하는 원소의 질량비가 탄소 42.10%, 수소 6.48%, 산소 51.42%로 항상 같다.

화학반응에서 요오드화칼륨과 질산납 용액의 앙금 생성에서 요오드화칼륨 용액과 질산납 용액이 반응하면 화학 변화가 일어나서 요오드화납의 노란색 앙금이 생긴다. 

 질산납 + 요오드화칼륨 → 요오드화납 + 질산칼륨   
  Pb(NO₃)₂  + 2KI     →      PbI₂ + 2KNO₃

이때 일정량의 요오드화칼륨 용액에 질산납 용액을 계속 가하면 생성된 앙금의 양은 처음에는 계속 증가하다가 어느 점에 이르면 더 이상 증가하지 않는다. 이것은 요오드화칼륨 용액이 모두 반응하여 질산납 용액을 계속 가하여도, 더 이상 반응이 일어나지 않기 때문이다. 따라서 반응한 요오드화칼륨과 질산납 및 생성된 요오드화납과 질산칼륨의 질량 사이에는 일정한 비가 성립하며 요오드화납을 이루는 성분 물질 사이에 일정한 질량비가 성립함을 알 수 있다.

이 법칙은 화합물이 어떻게 이루어지는가를 설명하는 중요한 이론으로 질량보존의 법칙과 더불어 돌턴의 원자설에 토대가 되었다.