Какой закон явился основой для составления химических уравнений

Какой закон явился основой для составления химических уравнений

Закон сохранения массы теоретически был описан в 1748 г, а экспериментально подтверждён в 1756 г. русским учёным М.В. Ломоносовым. М.В. Ломоносов определил, что если сосуд с металлом взвесить до и после нагревания, не вскрывая его, то масса останется неизменной. В 1789 г. французский учёный Антуан Лавуазье подтвердил выводы М.В. Ломоносова.

Формулировка закона сохранения массы:

масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе продуктов реакции.

Атомно-молекулярное учение объясняет этот закон так: при химической реакции общее количество участвующих атомов не изменяется, а происходит лишь их перегруппировка. Так как число атомов до и после реакции не изменяется, то их общая масса тоже не изменяется.

С точки зрения атомно-молекулярного учения при химических реакциях атомы не образуются из ничего и не исчезают, поэтому число атомов всех видов в ходе химической реакции остается неизменным. А так как масса данного атома постоянна, то и общая масса исходных веществ, состоящих из этих атомов, равна массе продуктов реакции, которые состоят из того же набора атомов.

Например, для реакции

`2″H»_2 + «O»_2 → 2″H»_2″O»`

в соответствии с законом сохранения массы должно выполняться соотношение

называют условную запись химической реакции с помощью химических формул, числовых коэффициентов и математических символов.

Уравнение химической реакции даёт качественную и количественную информацию о химической реакции, реагентах и продуктах реакции; его составление основывается на законах стехиометрии, в первую очередь, законе сохранения массы веществ в химических реакциях. Кроме уравнений используются полные и краткие схемы химических реакций — условные записи, дающие представление о природе реагентов и продуктов, то есть качественную информацию о химической реакции.

Для составления уравнений химических реакций, кроме знания формул реагентов и продуктов реакции, необходимо верно подобрать коэффициенты. Это можно сделать, используя несложные правила. В левой части уравнения записывают формулы (формулу) веществ, вступивших в реакцию, соединяя их знаком «плюс». В правой части уравнения записывают формулы (формулу) образовавшихся веществ, также соединённых знаком «плюс». Между частями уравнения ставят знак равенства или стрелку. Затем находят коэффициенты — числа, стоящие перед формулами веществ, чтобы число атомов одинаковых элементов в левой и правой частях уравнения было равным.

Зная закон сохранения массы, можно сформулировать правила составления химических уравнений:

1) необходимо знать формулы веществ, вступивших в реакцию (реагентов) и веществ, полученных в результате реакции (продуктов);

2) число атомов каждого элемента в левой части уравнения должно быть равно числу атомов этих же элементов в правой части уравнения;

3) нельзя переносить формулы веществ из одной части уравнения в другую.

Закон постоянства состава впервые сформулировал в 1808 г. французский учёный-химик Жозеф Луи Пруст.

Формулировка закона постоянства состава:

вещество, независимо от способа его получения, всегда имеет постоянный качественный и количественный состав.

Вещества с постоянным составом названы дальтонидами в честь английского химика Джона Дальтона.

Состав дальтонидов описывается химическими формулами с целыми стехиометрическими индексами, например `»H»_2″O»`, `»HCl»`, `»CH»_4`, `»CO»_2`, `»C»_2″H»_5″OH»`.

Из закона постоянства состава следует, что при образовании сложного вещества элементы простых веществ соединяются друг с другом в строго определенных массовых долях.

`omega_»э»` показывает, какую часть составляет масса данного элемента от массы всего вещества

где `n` – число атомов элемента в веществе;

`A_r` – относительная атомная масса элемента;

`M_r` – относительная молекулярная масса вещества.

Развитие химии показало, что наряду с веществами, имеющими постоянный состав, существуют вещества с переменным составом, который зависит от способа получения. Такие вещества назвали в честь французского химика Клода Бертолле – бертоллидами.

Бертоллиды не подчиняются законам стехиометрии. Примеры бертоллидов есть в классах оксидов, сульфидов, карбидов, гидридов.

Исходя из вышеизложенного, уточним формулировку закона постоянства состава: состав соединений с молекулярной структурой является постоянным независимо от способа получения. Состав же соединений с немолекулярной структурой (с атомной, ионной и металлической решеткой) не является постоянным и зависит от условий получения.

Химические уравнения. Составление уравнений химической реакции. 8-й класс

Класс: 8

Презентация к уроку

Цель урока: помочь обучающимся сформировать знания о химическом уравнении как об условной записи химической реакции с помощью химических формул.

образовательные:

• систематизировать ранее изученный материал;
• обучать умению составлять уравнения химических реакций;

воспитательные:

• воспитывать коммуникативные навыки (работа в паре, умение слушать и слышать);

развивающие:

• развивать учебно-организационные умения, направленные на выполнение поставленной задачи;
• развивать аналитические навыки мышления.

Тип урока: комбинированный.

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, экран, оценочные листы, карта рефлексии, “набор химических знаков”, тетрадь с печатной основой, реактивы: гидроксид натрия, хлорид железа(III), спиртовка,держатель,спички, лист ватмана, разноцветные химические знаки.

І. Организационный момент.

ІІ. Актуализация знаний и умений.

ІІІ. Мотивация и целеполагание.

ІV. Изучение нового материала:

4.1 реакция горения алюминия в кислороде;

4.2 реакция разложения гидроксида железа (III);

4.3 алгоритм расстановки коэффициентов;

4.4 минута релаксации;

4.5 расставь коэффициенты;

V. Закрепление полученных знаний.

VІ. Подведение итогов урока и выставление оценок.

VІІ. Домашнее задание.

VІІІ. Заключительное слово учителя.

Химическая натура сложной частицы
определяется натурой элементарных
составных частей,
количеством их и
химическим строением.
Д.И.Менделеев

Учитель. Здравствуйте ,ребята. Садитесь.

Обратите внимание: у вас на столе лежит тетрадь с печатной основой (приложение 1), в которой вы сегодня будете работать, и оценочный лист, в нем вы будете фиксировать свои достижения, подпишите его.

Актуализация знаний и умений.

Учитель. Мы с вами познакомились с физическими и химическими явлениями, химическими реакциями и признаками их протекания. Изучили закон сохранения массы веществ.

Давайте проверим ваши знания. Я предлагаю вам открыть тетради с печатной основой и выполнить задание 1. На выполнение задания вам дается 5 минут.

Тест по теме “Физические и химические явления. Закон сохранения массы веществ”

1. Чем химические реакции отличаются от физических явлений?

1. Изменение формы, агрегатного состояния вещества
2. Образование новых веществ
3. Изменение местоположения

2. Каковы признаки химической реакции?

1. Образование осадка, изменение цвета, выделение газа Намагничивание, испарение, колебание
2. Рост и развитие, движение, размножение

3. В соответствии с каким законом составляются уравнения химических реакций?

1. Закон постоянства состава вещества
2. Закон сохранения массы вещества
3. Периодический закон
4. Закон динамики
5. Закон всемирного тяготения

4. Закон сохранения массы вещества открыл

1. Д.И. Менделеев
2. Ч. Дарвин
3. М.В. Ломоносов
4. И. Ньютон
5. А.И. Бутлеров

5. Химическим уравнением называют

1. Условную запись химической реакции Условную запись состава вещества
2. Запись условия химической задачи

Учитель. Вы выполнили работу. Я предлагаю вам осуществить ее проверку. Поменяйтесь тетрадями и осуществите взаимопроверку. Внимание на экран. За каждый правильный ответ – 1 балл. Общее количество баллов занесите в оценочные листы.

Мотивация и целеполагание.

Учитель. Используя эти знания, мы сегодня будем составлять уравнения химических реакций, раскрывая проблему “Является ли закон сохранения массы веществ основой для составления уравнений химических реакций”

Изучение нового материала.

Учитель. Мы привыкли считать, что уравнение-это математический пример, где есть неизвестное, и это неизвестное нужно вычислить. А вот в химических уравнениях обычно ничего неизвестного не бывает: в них просто записывается все формулами: какие вещества вступают в реакцию и какие получаются в ходе этой реакции. Посмотрим опыт.

(реакция соединения серы и железа)

Учитель. С точки зрения массы веществ, уравнение реакции соединения железа и серы понимается следующим образом

Железо + сера —> сульфид железа (II ) (задание 2 тпо)

Но в химии слова отражаются химическими знаками. Запишите это уравнение химическими символами.

(один ученик пишет на доске, остальные в ТПО)

Учитель. Теперь прочитайте.

Обучающиеся. Молекула железа взаимодействует с молекулой серы, получается одна молекула сульфида железа (II).

Учитель. В данной реакции мы видим, что количество исходных веществ равно количеству веществ в продукте реакции.

Всегда надо помнить, что при составлении уравнений реакций ни один атом не должен потеряться или неожиданно появиться. Поэтому иногда, записав все формулы в уравнении реакции, приходиться уравнивать число атомов в каждой части уравнения – расставлять коэффициенты. Посмотрим еще один опыт

(Горение алюминия в кислороде)

Учитель. Запишем уравнение химической реакции (задание 3 в ТПО)

Чтобы записать правильно формулу оксида, вспомним что

Обучающиеся. Кислород в оксидах имеет степень окисления -2, алюминий — химический элемент с постоянной степенью окисления +3. НОК =6

Учитель. Мы видим, что в реакцию вступает 1 атом алюминия, образуется два атома алюминия. Вступает два атома кислорода, образуется три атома кислорода.

Просто и красиво, но неуважительно по отношению к закону сохранения массы веществ- она разная до и после реакции.

Поэтому нам необходимо расставить коэффициенты в данном уравнении химической реакции. Для этого найдем НОК для кислорода.

Обучающиеся. НОК = 6

Учитель. Перед формулами кислорода и оксида алюминия ставим коэффициенты, чтобы число атомов кислорода слева и справа было равно 6.

Учитель. Теперь получаем, что в результате реакции образуется четыре атома алюминия. Следовательно, перед атомом алюминия в левой части ставим коэффициент 4

Еще раз пересчитаем все атомы до реакции и после нее. Ставим равно.

Учитель. Рассмотрим еще один пример

(учитель демонстрирует опыт по разложению гидроксида железа (III))

Учитель . Расставим коэффициенты. В реакцию вступает 1 атом железа, образуется два атома железа. Следовательно, перед формулой гидроксида железа (3) ставим коэффициент 2

Учитель. Получаем, что в реакцию вступает 6 атомов водорода (2х3), образуется 2 атома водорода.

Обучающиеся. НОК =6. 6/2 = 3. Следовательно, у формулы воды ставим коэффициент 3

Учитель. Считаем кислород.

Обучающиеся. Слева — 2х3 =6; справа – 3+3 = 6

Обучающиеся. Количество атомов кислорода ,вступивших в реакцию, равно количеству атомов кислорода, образовавшихся в ходе реакции. Можно ставить равно.

Учитель. Вы хорошо потрудились и , наверное, устали. Я предлагаю вам расслабиться, закрыть глаза и вспомнить какие-либо приятные моменты жизни. У кажого из вас они разные. Теперь откройте глаза и сделайте круговые движения ими сначала по часовой стрелке, затем – против. Теперь интенсивно подвигайте глазами по горизонтали: направо-налево,и вертикали: вверх –вниз.

А сейчас активизируем мыслительную деятельность и помассируем мочки ушей.

Учитель. Продолжаем работу.

В тетрадях с печатной основой выполним задание 5. Работать вы будете в парах. Вам необходимо расставить коэффициенты в уравнених химических реакций. На выполнение задания дается 10 минут.

Учитель. Проверим выполнение задания (учитель опрашивает и выводит на слайд правильные ответы). За каждый правильно поставленный коэффициент – 1 балл.

С заданием вы справились. Молодцы!

Учитель. Теперь давайте вернемся к нашей проблемы.

Ребята, как вы считаете, является ли закон сохранения массы веществ основой для составления уравнений химических реакций.

Обучающиеся. Да, в ходе урока мы доказали, что закон сохранения массы веществ – основа для составления уравнений химических реакций.

Учитель. Все основные вопросы мы изучили. Теперь выполним небольшой тест, который позволит увидеть, как вы освоили тему. Вы должны на него отвечать только “да” или “нет”. На работу дается 3 минуты.

Утверждения

В реакции Ca + Cl₂ —> CaCl₂ коэффициенты не нужны. (Да)
1. В реакции Zn + HCl —> ZnCl₂ + H₂ коэффициент у цинка 2. (Нет)
2. В реакции Ca + O₂ —> CaO коэффициент у оксида кальция 2. (Да)
3. В реакции CH₄ —> C + H₂ коэффициенты не нужны. (Нет)
4. В реакции CuO + H₂ —> Cu + H₂O коэффициент у меди 2. (Нет)
5. В реакции C + O₂ —> CO коэффициент 2 надо поставить и у оксида углерода (II) , и у углерода. (Да)
6. В реакции CuCl₂ + Fe —> Cu + FeCl₂ коэффициенты не нужны. (Да)

Учитель. Проверим выполнение работы. За каждый правильный ответ – 1 балл.

Учитель. Вы справились хорошо с заданием. Сейчас подсчитайте общее количество набранных баллов за урок и поставьте себе оценку согласно рейтингу, который вы видите на экране. Сдайте мне оценочные листы для выставления вашей оценки в журнал.

Учитель. Наш урок подошел к концу, в ходе которого мы смогли доказать, что закон сохранения массы веществ является основой для составления уравнений реакций, и научились составлять уравнения химических реакций. И, как финальная точка, запишите домашнее задание

Параграф 27,

упр. 1 – для тех, кто получил оценку “3”
• упр. 2– для тех, кто получил оценку “4”
• упр. 3 – для тех, кто получил оценку “5”

Заключительное слово учителя.

Учитель. Я благодарю вас за урок. Но прежде чем вы покинете кабинет, обратите внимание на таблицу (учитель показывает на лист ватмана с изображением таблицы и разноцветными химическими знаками). Вы видите химические знаки разного цвета. Каждый цвет символизирует ваше настроение.. Я предлагаю вам составить свою таблицу химических элементов (она будет отличаться от ПСХЭ Д.И.Менделеева) – таблицу настроения урока. Для этого вы должны подойти к нотному листу, взять один химический элемент, согласно той характеристике, которую вы видите на экране, и прикрепить в ячейку таблицы. Я сделаю это первой, показав вам свою комфортность от работы с вами.

• F Мне было на уроке комфортно, я получил ответ на все интересующие меня вопросы.
• F На уроке я достиг цели наполовину .
• F Мне на уроке было скучно, я ничего не узнал нового.

Урок №17-18. Закон сохранения массы веществ.

Закон сохранения массы веществ

Проблемный вопрос: изменится ли масса реагирующих веществ по сравнению с массой продуктов реакции?

Чтобы ответить на данный вопрос наблюдайте за следующими видео-экспериментами:

Вывод: Масса веществ до и после реакции не изменилась.

Формулировка закона сохранения массы: масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе образовавшихся веществ.

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.

Химическое уравнение – это условная запись химической реакции посредством химических формул и коэффициентов.

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.

Исходные вещества, принимающие участие в химических реакциях называются реагентами.

Новые вещества, образующиеся в результате химической реакции называются продуктами.

Запишем протекающую реакцию в виде уравнения химической реакции:

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 – H 2 ; N 2 ; O 2 ; F 2 ; Cl 2 ; Br 2 ; I 2 . Между реагентами ставим знак «+», а затем стрелку:

2. В правой части (после стрелки) пишем химическую формулу продукта (вещества, образующегося при взаимодействии). Помните! Химические формулы необходимо составлять, используя валентности атомов химических элементов:

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: