Урок №14. Закон сохранения массы вещества. Химические уравнения

Закон сохранения массы веществ

В ХVlll в. на основании многочисленных экспериментов французский химик Антуан Лоран Лавуазье и независимо от него русский химик Михаил Васильевич Ломоносов установили: в результате химических превращений масса веществ остается неизменной - общая масса всех исходных веществ равна общей массе всех продуктов реакции.

Сейчас это утверждение кажется очевидным. Действительно, в результате химических реакций одни вещества превращаются в другие, но при этом атомы не исчезают, не появляются и не превращаются из одного вида в другой. Однако в то время, когда атомно-молекулярная теория не завоевала всеобщего признания ученых, многие факты, казалось, противоречили закону сохранения массы веществ. Например, всем известно, что свеча постепенно сгорает, теряя массу. Как это объяснить? Горение свечи- это химическая реакция парафина с кислородом воздуха, протекающая с образованием углекислого газа и воды. Продукты этой реакции (углекислый газ и водяной пар) - газообразные вещества, которые улетучиваются, поэтому нам и кажется, что происходит потеря массы. Докажем, что и этом случае закон сохранения массы веществ выполняется. [1]

Горение свечи в замкнутом сосуде

Нагревание меди.

Опыты, подтверждающие закон сохранения массы веществ

Вывод: Масса колбы после нагревания не изменилась.

Сохранение массы веществ в реакциях

Вывод: Масса веществ до и после реакции не изменилась.

С точки зрения атомно-молекулярного учения этот закон объясняется тем, что при химических реакциях общее количество атомов не изменяется, а происходит лишь их перегруппировка.

Закон сохранения массы веществ является основным законом химии, все расчеты по химическим реакциям производятся на его основе. Именно с открытием этого закона связывают возникновение современной химии как точной науки.

Закон сохранения массы был теоретически открыт в 1748 году и экспериментально подтверждён в 1756 году русским ученым М.В. Ломоносовым.

Французский учёный Антуан Лавуазье в 1789 году окончательно убедил учёный мир в универсальности этого закона. Как Ломоносов, так и Лавуазье пользовались в своих экспериментах очень точными весами. Они нагревали металлы (свинец, олово, и ртуть) в запаянных сосудах и взвешивали исходные вещества и продукты реакции.

Химические уравнения

Закон сохранения массы веществ применяется при составлении уравнений химических реакций.

Посмотрим видео - эксперимент: Нагревание смеси железа и серы.

В результате химического взаимодействия серы и железа получено вещество – сульфид железа (II) – оно отличается от исходной смеси. Ни железо, ни сера не могут быть визуально обнаружены в нем. Невозможно их разделить и с помощью магнита. Произошло химическое превращение.

Запишем протекающую реакцию в виде уравнения химической реакции:

Fe + S = FeS

Исходные вещества, принимающие участие в химических реакциях называются реагентами.

Новые вещества, образующиеся в результате химической реакции называются продуктами.

Алгоритм составления уравнения химической реакции

Составим уравнение химической реакции взаимодействия фосфора и кислорода

1. В левой части уравнения записываем химические формулы реагентов (веществ, вступающих в реакцию).

Помните! Молекулы большинства простых газообразных веществ двухатомны – H₂; N₂; O₂; F₂; Cl₂; Br₂; I₂.

Между реагентами ставим знак «+», а затем стрелку:

P + O₂ →

2. В правой части (после стрелки) пишем химическую формулу продукта (вещества, образующегося при взаимодействии).

Помните! Химические формулы необходимо составлять, используя валентности атомов химических элементов:

P + O₂ → P₂O₅

3. Согласно закону сохранения массы веществ число атомов до и после реакции должно быть одинаковым. Это достигается путём расстановки коэффициентов перед химическими формулами реагентов и продуктов химической реакции.

Вначале уравнивают число атомов, которых в реагирующих веществах (продуктах) содержится больше.
В данном случае это атомы кислорода.
Находим наименьшее общее кратное чисел атомов кислорода в левой и правой частях уравнения. Наименьшее кратное для атомов натрия –10:

Находим коэффициенты путём деления наименьшего кратного на число атомов данного вида, полученные цифры ставим в уравнение реакции:

Закон сохранения массы вещества не выполнен, так как число атомов фосфора в реагентах и продуктах реакции не равно, поступаем аналогично ситуации с кислородом:

Получаем окончательный вид уравнения химической реакции. Стрелку заменяем на знак равенства. Закон сохранения массы вещества выполнен:

4P + 5O₂ = 2P₂O₅

РАБОТА С ТРЕНАЖЁРАМИ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ

№1.

Преобразуйте следующие схемы в уравнения химических реакций расставив необходимые коэффициенты и заменив стрелки на знак равенства:

№2.

Используя алгоритм составления уравнений химических реакций, составьте уравнения реакций взаимодействия между следующими парами веществ:

1) Li и O₂

2) K и Cl₂

3) Al и S

Page updated

Google Sites

Report abuse