7 клас

 

Тема. Закон збереження маси речовин.Хімічні рівняння.

Кожна наука керується визначеними законами й теоріями. Є такі закони й у хімії. Звернімося до історії. До кінця ХУІІІ століття в хімії було накопичено значний експериментальний матеріал, який потрібно було об’єднати в межах єдиної теорії. Творцем такої теорії став французький хімік Антуан-Лоран Лавуазьє, який широко застосовував вимірювання для вивчення хімічних реакцій. Тривалий час у хімії панувала думка, що воду за тривалого нагрівання можна перетворити на землю. Лавуазьє впродовж 101 дня кип’ятив воду в посудині, в якій водяна пара конденсувалася, завдяки чому втрата води була виключена. Він не забував при цьому точно зважувати посудину з водою до і після нагрівання. Згодом осад з’явився, але вага посудини з водою не змінилася. А от вага самої посудини зменшилася на стільки, скільки важив осад. Цей приклад наочно підтверджував, що просте спостереження може привести до помилкових висновків. В експерименті необхідно використовувати також кількісні вимірювання. Як і всіх хіміків, Лавуазьє цікавив процес горіння. У 1772 році Лавуазьє спільно з іншими хіміками придбав алмаз. Він помістив його в закриту посудину і нагрівав доти, поки алмаз не зник. При цьому утворився вуглекислий газ. Але маса посудини з умістом не змінилася. Продовжуючи досліди, він нагрівав у закритих посудинах метали. Обмірковуючи результати дослідів, Лавуазьє дійшов висновку, що, якщо враховувати всі речовини, які беруть участь у хімічній реакції й утворюються в результаті реакції, то жодних змін не відбувається. Аналогічні досліди проводив М. В. Ломоносов. Ще в 1748 році він сформулював результати своїх досліджень як закон збереження речовини — один з фундаментальних законів природи. Успіхи Лавуазьє були настільки великими й очевидними, що цей закон було прийнято всіма хіміками.

Досліди, що демонструють закон збереження маси

Дослід 1. На одній шальці терезів урівноважується свічка. Підпалюємо, шалька терезів зі свічкою повільно піднімається. (Утрата маси)

Тепер той самий дослід проведемо, але накриємо свічку ковпаком. Поступово свічка гасне, а рівновага зберігається.

Дослід 2. В одне коліно склянки Ландольта наливаємо 1 мл розчину натрій сульфату, в інше — 1 мл розчину барій хлориду. Зважуємо склянку, потім повільно об’єднуємо вміст закритої склянки.

— Яку ознаку хімічної реакції ми спостерігаємо? (Випадіння осаду)

Рівновага зберігається, тобто маса речовин до і після реакції однакова.

 

Дослід 3. Аналогічно в склянку Ландольта наливаємо розчин натрій карбонату і розчин хлоридної кислоти, щільно закриваємо, зважуємо, змішуємо розчини, знову зважуємо — рівновага зберігається.

— Яку ознаку хімічної реакції ми спостерігаємо? (Виділення бульбашок газу)

— У чому суть хімічної реакції?

1)у перетворенні речовини;

2)у перегрупуванні атомів.

Перетворення речовини в процесі хімічної реакції описується рівнянням хімічної реакції.

Хімічне рівняння — умовний запис хімічної реакції з допомогою хімічних формул і коефіцієнтів.

Розгляньмо дослід М. В. Ломоносова. Він поміщав у реторту метал, запаював і нагрівав. Після нагрівання маса реторти не змінювалася, хоча метал реагував з киснем і на ньому з’являлася іржа.

Запишемо рівняння реакції:

Fe + O₂ -  Fe₂O₃

Випишемо відносні молекулярні маси речовин:

56             32             160

— Чому ж не виконується закон збереження маси?

Проаналізуємо записане рівняння.

У лівій частині рівняння один атом Феруму, у правій — два атоми Феруму.

У лівій частині — два атоми Оксигену, у правій — три атоми Оксигену.

Необхідно зрівняти кількість атомів кожного хімічного елемента в лівій і в правій частинах рівняння, тоді маси всіх атомів у лівій і правій частинах буду рівними. Тобто потрібно підібрати коефіцієнти в рівнянні реакції.

Fe + O₂ - Fe₂O₃

Кількість атомів Феруму до реакціі дорівнює одному, після  після проведення реакціі –двум. Ставимо перед атомом Феруму в лівій частині коефіцієнт 2

2Fe + O₂ - Fe₂O₃

Кількість атомів Феруму тепер однакова в обох частинах рівняння, але різна кількість атомів Оксигену, справа 2 атоми, зліва 3.Там де менше ставимо коефіцієнт 1,5(індекси і коефіцієнти перемножуються)

2Fe + 1,5 O₂ - Fe₂O₃

Тепер кількість атомів зліва і справа однакова, але дробових коефіцієнтів не можна ставити ніколи. Тому усе рівняння помножуємо на 2

2*2Fe + 1,5*2 O₂ - 2Fe₂O₃

І отримуємо 4Fe + 3 O₂ - 2Fe₂O₃

І тоді з урахуванням усіх коефіцієнтів:

56 · 4 + 32 · 3 = 160 · 2

320 = 320

Хімічні рівняння — це вираження закону збереження маси речовини.

Запам’ятайте, що в лівій і правій частинах рівняння кількість атомів кожного елемента має бути однаковою.

Домашнє завдання

Опрацювати конспект , с.104-106 підручника, спробувати виконати вправу 11 с.107