Закон сохранения массы веществ. Химические уравнения
В 1748 г. М. В. Ломоносов (Россия) и в 1789 г. А. Лавуазье (Франция) независимо друг от друга открыли закон сохранения массы веществ в химических реакциях. Этот закон формулируется так:
Масса всех веществ, которые вступают в химическую реакцию, равна массе всех продуктов реакции.
Запишем схему реакции горения метана СН4 в кислороде О2. В результате этой реакции образуются углекислый газ СО2 и вода Н2О:
По закону сохранения массы:
где m(СН4) и m(О2) — массы метана и кислорода, которые вступили в реакцию; m(СО2) и m(Н2О) — массы углекислого газа и воды, образовавшиеся в результате реакции.
Сохранение массы веществ в химических реакциях объясняется тем, что число атомов каждого элемента до и после реакции не изменяется. В ходе химической реакции происходит только перегруппировка атомов. В реакции, например, в молекулах исходных веществ — СН4 и О2 — атом углерода соединяется с атомами водорода, а атомы кислорода— друг с другом; в молекулах продуктов реакции — СО2 и Н2О — и атом углерода, и атомы водорода соединяются с атомами кислорода. Легко посчитать, что для сохранения числа атомов каждого элемента в данную реакцию должны вступать 1 молекула СН4 и 2 молекулы О2, а в результате реакции должны образоваться 1 молекула СО2 и 2 молекулы Н2О:
Данное выражение является уравнением химической реакции, или химическим уравнением.
Числа перед формулами веществ в уравнении реакции называются коэффициентами. В уравнении коэффициенты перед формулами О2 и Н2О равны 2; коэффициенты перед формулами СН4 и СО2 равны 1 (их обычно не записывают).
Химическое уравнение — это выражение химической реакции, в котором записаны формулы исходных веществ (реагентов) и продуктов реакции, а также коэффициенты, показывающие число молекул каждого вещества.
Если известна схема реакции, то для составления химического уравнения нужно найти коэффициенты.
Составим, например, уравнение реакции, которая выражается следующей схемой:
В левой части схемы атомы водорода и хлора входят в состав молекулы HCl в соотношении 1 : 1; в правой части схемы содержатся 3 атома хлора в составе молекулы AlC13 и 2 атома водорода в составе молекулы Н2. Наименьшее общее кратное чисел 3 и 2 равно 6.
Напишем коэффициент «6» перед формулой HCl, коэффициент «2» — перед формулой AlC13 и коэффициент «3» — перед формулой Н;
Так как теперь в правой части содержится 2 атома алюминия, напишем коэффициент «2» перед формулой Al в левой части схемы:
В результате мы получили уравнение данной реакции. Коэффициенты в химическом уравнении показывают не только число молекул, но и число молей исходных веществ и продуктов реакции. Например, это уравнение показывает, что в реакцию вступают 2 моля алюминия Аl и 6 молей хлороводорода HCl, а в результате реакции образуются 2 моля хлорида алюминия AlC13 и 3 моля водорода Н2).
Химические уравнения. Закон сохранения массы веществ
Презентация к уроку
1. Образовательные: систематизировать знания учащихся о классификации веществ, научить учащихся составлять уравнения химических реакций согласно Закону сохранения массы веществ.
2. Развивающие: совершенствовать умения учащихся при составлении химических уравнений, развивать у них умения сравнивать и обобщать, устойчивое внимание; развивать аналитическое мышление; осуществлять межпредметную связь.
3. Воспитательные: формировать информационную и коммуникативную культуру.
Оборудование и реактивы: весы, пробирки, колбы, HCL, CuSO4, CaCO3, H2 SO4, Cu(OH)2.
Тип урока: комбинированный.
а) историческая справка;
б) демонстрация опытов;
в) формулировка закона;
г) химические уравнения.
Ход урока
1. Орг.момент.
Девиз урока: “ О, сколько нам открытий чудных
Готовит просвещения дух…”
Сегодня на уроке мы будем говорить об открытиях, узнаем много нового, мы повторим пройденный материал, вспомним, как пишутся формулы веществ, познакомимся с законом сохранения массы веществ, научимся писать уравнения. А для достижения наших целей мы будем работать по следующему плану: (на экране появляется план).
2. Актуализация знаний
– Вспомните, какие явления существуют в природе.
– Чем физические явления отличаются от химических?
– Чем сопровождаются химические реакции?
– Как обозначают вещества в химии?
– Кто предложил такое обозначение?
А теперь, обратите внимание на экран. Вы видите кроссворд, разгадав который вы не только повторите то, что всем известно, но и узнаете тему нашего сегодняшнего урока.
Обратите внимание, заголовок написан, а ключевое слово выделено красным цветом и зашифровано. После решения верные ответы появляются на экране.
Молодцы! Таким образом, тема нашего урока: “Химические уравнения.
Закон сохранения массы веществ”
Открываем тетради, пишем число, тему урока.
Сейчас мы с вами напишем диктант.
Я буду называть вещества, а вы будете записывать формулы.
На экране появляются верные формулы. Учащиеся сверяют свои записи.
3. Изучение нового материала.
Теперь, когда мы вспомнили знаки, формулы, приступим к изучению нового материала.
З.С.М.В. был открыт великим русским ученым Ломоносовым в 1748 году, позднее подтвердил этот закон в 1789 году французский химик Лавуазье. Какова же история открытия?
Пытливый ум Ломоносова занимала мысль о том, что происходит с веществами, вступающими в химическую реакцию.
Изменяется ли их состав и масса?
Он проводил опыты.
Сначала он брал для опытов сосуды с открытыми отверстиями. Масса изменялась.
Затем он провел опыты в запаянных стеклянных ретортах– масса оставалась неизменной.
Тогда он объяснил закон тем, что при химических реакциях атомы не исчезают и не возникают, а происходит только их перегруппировка.
Сейчас мы с вами проведем опыты, подтверждающие открытия Ломоносова.
Какой вывод мы можем сделать, как изменилась масса веществ ?
Какой закон физики имеет подобное смысловое значение? (закон сохранения энергии).
Как он формулируется?
Во всех явлениях, происходящих в природе, энергия не возникает и не исчезает. Она только превращается из одного вида в другой, при этом её значение сохраняется.
– Теперь, когда вы вспомнили закон сохранения энергии и узнали суть закона сохранения массы веществ. попробуйте сформулировать сам Закон сохранения массы веществ.(на экране появляется закон)
– Запишите в тетради.
Масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе веществ, образовавшихся в результате реакции.
– Вещества вступают в реакцию, образуются новые вещества.
Мы обо всем этом говорим. А как это можно записать?
А записывают эти процессы с помощью уравнений.
Как в русском языке вы из букв составляете слова, а из слов предложения, так и в химии из знаков – формулы, из формул – уравнения.
Для записи уравнений в химии используются следующие знаки:
Записывая уравнения, нужно придерживаться следующего алгоритма действий (на экране).
– Ребята, кто сможет предположить что такое химическое уравнение?
(Формулировка появляется на экране)
– Химическое уравнение – это условная запись химической реакции посредством химических формул.
Вещества, принимающие участие в реакции называются реагентами.
Вещества, образующиеся в результате реакции – продуктами реакции.
Учащиеся записывают в тетради.
– А теперь составим уравнение реакции, которые мы провели.
4. Упражнения для закрепления
– Ребята, у кого есть вопросы?
– А сейчас мы выполним несколько упражнений для закрепления:
1. Какой коэффициент стоит в уравнении реакции перед формулой соляной кислоты
Na+ HCL—> NaCL+H2 | (2 Na+2 HCL—> 2NaCL+H2) |
2. Продолжите уравнения реакции, расставьте коэффициенты :
3. Запишите уравнения реакции и расставьте коэффициенты : сульфат натрия соединяется с нитратом бария с образованием сульфата бария и нитрата натрия
3. Найдите ошибки:
Mg+HBr —> MgBr2 +H2 | (Mg+2HBr —> MgBr2 +H2) |
BaO+ H2 SO4 —> Ba2 SO4 + H2O | (BaO+ H2 SO4 —> BaSO4 + H2O) |
ZnO + HNO3 —> ZnNO3 + H2O | (ZnO + HNO3 —> ZnNO3 + H2O) |
Li2O + SO3 = ? | (Li2SO4) |
6. Выполните ряд превращений, запишите уравнения реакции:
– Закончили, хорошо. Обратите внимание на экран. Возьмите друг у друга тетради и проверьте себя. Поменяйтесь обратно. У кого все верно? Хорошо.
5. Итоги урока.
– Какие выводы мы можем сделать?
– Что мы проходим на уроке?
– Как уравниваются уравнения?
– Кто открыл Закон сохранения массы веществ?
– Что называется уравнением?
– Как называются вещества, вступившие в реакцию?
– Как называются получившиеся вещества?
Сегодня славно потрудились
Могу я подвести итог.
Вы все старались, не ленились
И каждый сделал сколько мог!
Выставление оценок.
– А теперь, запишите в дневниках:
П. 31, упр.2,3.стр.110, для любознательных упр. 2,3,4.
– А урок мы закончим песенкой про Закон на мотив песни “Улыбка”.
Ломоносов сей закон открыл
Подтвердил французский химик Лавуазье
Массы всех веществ в реакцию вступивших
Равна массе получившихся веществ
Каждый атом не дурак
Поступает ровно так:
Не возникнет, не исчезнет
Не изменится
Ну, а масса как всегда
Этих атомов одна
И в исходных веществах она не сменится. – 2 раза
Ломоносова закон тогда
В химии стал главной панацеей
Все реакции теперь всегда
Составляются системой уравнений.
Каждый атом не дурак
Поступает ровно так:
Не возникнет, не исчезнет
Не изменится
Ну, а масса как всегда
Этих атомов одна
И в исходных веществах она не сменится. — 2 раза
Вместо знака ? напишите формулу соответствующих веществ и составьте уравнения реакции:
2. O2 + ? —> CuO
Вместо знака ? напишите формулу соответствующих веществ и составьте уравнения реакции:
2.. HCL + ? —> MgCL2 + H2
Вместо знака ? напишите формулу соответствующих веществ и составьте уравнения реакции:
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:
http://urok.1sept.ru/articles/603479
http://www.sites.google.com/site/himulacom/%D0%B7%D0%B2%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D0%BA-%D0%BD%D0%B0-%D1%83%D1%80%D0%BE%D0%BA/8-%D0%BA%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%81-%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B2%D1%8B%D0%B9-%D0%B3%D0%BE%D0%B4-%D0%BE%D0%B1%D1%83%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F/%D1%83%D1%80%D0%BE%D0%BA-17-18-%D0%B7%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%BD-%D1%81%D0%BE%D1%85%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F-%D0%BC%D0%B0%D1%81%D1%81%D1%8B-%D0%B2%D0%B5%D1%89%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B2-%D1%85%D0%B8%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B5-%D1%83%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BD%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F