Закон сохранения веществ химические уравнения

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:

Конспект урока по химии «Закон сохранения массы веществ. Химические уравнения» (8 класс)

Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

Конспект урока по химии

«Закон сохранения массы веществ. Химические уравнения»

Урок «открытия» нового знания

Создание условий для формирования у обучающихся новых знаний и умений.

— включить обучающихся в изучение материала по теме «Закон сохранения массы веществ. Химические уравнения» на личностно-значимом уровне;

— инициировать самостоятельную деятельность обучающихся в постановке цели учебной деятельности, выбору способа и средств ее реализации;

— формировать навыки формулировать закон сохранения массы веществ, определение «химические уравнения»;

— способствовать формированию умений в расстановке коэффициентов в химических уравнениях, работать по алгоритму.

— сформировать познавательные интересы и мотивы, направленные на изучение веществ окружающего мира;

— о сознавать единство и целостность окружающего мира;

— постепенно выстраивать собственное целостное мировоззрение.

— формировать умения ориентироваться в учебнике и других источниках, находить и использовать нужную информацию;

— формировать умения анализировать, сравнивать, обобщать факты и явления; выявлять причины и следствия простых явлений (работа по анализу схем и иллюстраций из учебника);

— умение самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и формулировать для себя новые задачи в учебе.

— составлять химические уравнения на основе закона сохранения массы веществ;

— объяснять закон сохранения массы веществ с точки зрения атомно-молекулярного учения;

— использовать знаковое моделирование на примере химических уравнений;

— формировать умения в расстановке коэффициентов в химических уравнениях, работе по алгоритму ;

— формировать умения обращаться с веществами;

— формировать понимание роли химического эксперимента в открытии закона сохранения массы веществ и других законов химии и природы;

— формировать первоначальные представления о великих ученых-химиках, их вкладе в развитие науки и общества.

Формы организации работы

Групповая, парная, индивидуальная, фронтальная.

ИКТ, здоровьесберегающие, проблемного обучения, технология обучения в сотрудничестве.

Проблемно – поисковый; объяснительно – иллюстративный; исследовательский.

Физика: разделы «Закон сохранения и превращения энергии», «Атомно-молекулярное учение».

Математика: раздел «Нахождение наименьшего общего кратного».

Литература и история: «Великий ученый М.В.Ломоносов».

Проектор, ПК, видеофрагмент «Горение железа в кислороде», сайт Российской электронной школы (урок 7), интерактивная доска, раздаточный материал, посуда и реактивы для демонстрационного опыта (сосуд Ландольта, весы, фенолфталеин, растворы соляной кислоты и гидроксида натрия).

Этап мотивации к учебной деятельности

Учитель приветствует учащихся, проверяет подготовленность рабочего места учащихся к уроку.

Учащиеся приветствуют учителя, настраиваются на предстоящую учебную деятельность.

Учитель с пособствует созданию комфортного психологического климата на уроке, выработке у учащихся внутренней готовности к реализации требований учебной деятельности :

1) создает условия для возникновения внутренней потребности включения в деятельность («хочу»);

2) способствует актуализации требования к ученику со стороны учебной деятельности («надо»);

3) помогает учащимся установить тематические рамки учебной деятельности («могу»).

Учитель мотивирует учащихся посредством приема «Черный ящик». Учитель выносит черный ящик, в котором находится определенный предмет. Учитель говорит, что в этом ящике находится предмет, с помощью которого 2 ученых –химика, русский и французский, открыли закон. Кроме того этот предмет есть в каждом магазине. Что находится в черном ящике? В нем находятся весы.

Учащиеся включаются в процесс, пытаются угадать этот предмет. Но при этом им еще предстоит понять, как этот предмет связан с темой урока и с предметом «химия».

Учитель проводит актуализацию знаний учащихся:

— Вспомните, чем химические реакции отличаются от физических явлений? (При химических реакциях образуются новые вещества ).

— Каковы признаки химической реакции ? (Образование осадка, изменение цвета, выделение газа, изменение запаха, выделение теплоты) .

— Что является необходимым условием возникновения и течения химической реакции ? (Соприкосновение веществ, нагревание ).

Учащиеся вспоминают, формулируют, отвечают.

Учитель предлагает разделиться на 2 команды «Химики» и «Физики», в игровой форме проводит соревнование вопросов-ответов.

Вопросы на интерактивной доске. Посмотрим, какая команда победит.

Задание. Из приведённого перечня явлений назовите те, которые относятся к химическим или физическим :

1) при нагревании вода превращается в пар (Физическое явление)

2) при пропускании углекислого газа через известковую воду образуется осадок ( Химическая реакция )

3) при поджигании свечи парафин плавится (Физическое явление)

4) под действием электрического тока вода превращается в газы: водород и кислород ( Химическая реакция )

5) серебряные ложки со временем темнеют ( Химическая реакция )

6) при включении в сеть электролампа излучает свет и тепло (Физическое явление)

7) при сильном измельчении стекло превращается в порошок (Физическое явление)

8) если к раствору уксусной кислоты добавить соду, выделяется газ ( Химическая реакция )

9) при замерзании вода превращается в лёд (Физическое явление)

2. Этап актуализации пробного действия

Учитель. А теперь посмотрите следующий опыт «Горение железа в кислороде» (видеофрагмент — https://www.youtube.com/watch?v=x03Hzr7aF3A ) .

Учащиеся смотрят опыт.

Учитель: Проанализируйте ту информацию, которую вы получили, ответив на следующие вопросы:

— Является ли этот процесс химической реакцией ? (Это химическая реакция .)

— Каковы признаки этой реакции ? (Признаки: выделение теплоты и света, образование нового вещества ).

— Какие исходные вещества вступают в химическую реакцию ? (Железо и кислород).

— Какие вещества (продукты реакции ) получаются в результате реакции ? (Железная окалина) .

— Как можно записать химическую реакцию ? ( железо + кислород получается железная окалина).

Учащиеся работают в парах , размышляют, высказывают предположения, делают записи, выступают по итогам работы в совместной деятельности.

Учитель. Получилось ли записать химическую реакцию?

Учащиеся затрудняются в написании реакции.

Учитель. Постановка проблемного вопроса: «Что происходит с массами реагирующих веществ и продуктов реакции ?».

Учащиеся затрудняются, расходятся во мнениях.

Этап выявления места и причины затруднения

Учитель. Почему же у вас не получилось записать химическую реакцию, и не нашлось ответа по поводу того, что происходит с массами веществ? С чем связаны ваши затруднения?

Учащиеся говорят о том, что им не хватает знаний.

Учитель. Исходя из ваших затруднений, сформулируйте тему урока.

Учащиеся формулируют тему, цель и задачи урока.

Тема нашего урока : « Закон сохранения массы веществ Химические уравнения »

Цель: получение новых знаний по химии.

— узнать, что происходит с массами веществ при химических реакциях

— сформировать понятие « химическое уравнение »

— научиться составлять уравнения химических реакций .

4. Этап построения проекта выхода из затруднения

Учитель. На данном этапе вам необходимо построить проект выхода из затруднения, то есть найти и выбрать источники информации, которые вам помогут получить новые знания, освоить новый материал по теме урока. Работать вы будете в группах. Форма работы «Мозговой штурм».

Учащиеся приступают к планированию работы, поиску источников информации, затем выступают по итогам работы: выбранные источники (учебник, электронный учебник, материалы РЭШ (урок № 7, 8 кл.) — https://resh.edu.ru/subject/lesson/1519/main/ ), продуктом образовательной деятельности учащихся будет конспект, схема или таблица.

5. Этап реализации построенного проекта

Учащиеся работают в парах с источниками информации, делают записи в тетрадях, общаются, консультируются с одноклассниками и учителем. Учитель наблюдает за работой учащихся, консультирует, направляет, советует.

1. И. п. – сидя на стуле. На счет 1-2 – отвести голову назад и плавно наклонить назад, на счет 3-4 голову наклонить вперёд, плечи не поднимать. Повторить 3 раза в медленном темпе.

2. И. п. — сесть, руки на поясе. На счет 1- поворот головы направо, на счет 2- и. п., на счет 3- поворот головы налево, на счет 4- и. п. Повторить 3 раза в медленном темпе.

3. И. п. — стоя. На счет 1- махом левую руку занести через плечо, голову повернуть налево. На счет 2- и. п., на счет 3-4 повторить то же самое правой рукой. Повторить 3 раза в медленном темпе.

6. Этап первичного закрепления с проговариванием в речи

Учитель проводит демонстрационный эксперимент на ЗСМВ «Взаимодействие соляной кислоты с раствором гидроксида натрия».

Задача учащихся: наблюдение за ходом эксперимента, анализ, выводы.

В сосуд Ландольта отдельно в каждое колено наливает соляную кислоту и раствор щёлочи ( NaOH ). К раствору щёлочи добавляет индикатор фенолфталеин, при этом раствор щёлочи окрашивается в малиновый цвет. Закрывает прибор пробкой, уравновешивает гирями на весах, отмечает на доске массу, затем сливает растворы. Малиновая окраска исчезает, потому что кислота и щёлочь прореагировали с образованием соли и воды. Масса же сосуда с полученными продуктами не изменилась.

Учитель задает вопрос. Что демонстрирует данный эксперимент?

Учащиеся отвечают, дают полные ответы, используют химический язык.

Этот опыт — экспериментальное подтверждение Закона сохранения массы веществ. Аналогичное наблюдение сделал автор закона сохранения массы веществ М . В. Ломоносов в 1748 году, подтвердил его в 1789 году французский ученый А. Л. Лавуазье .

Далее в полилоге учащиеся формулируют Закон сохранения массы веществ и основные понятия темы.

ЗСМВ гласит : « Масса веществ , вступивших в химическую реакцию , равна массе образовавшихся веществ ».

1. Вещества не исчезают бесследно и не образуются из ничего.

2. Сущность химических явлений заключается в перегруппировке атомов исходных веществ с образованием новых веществ .

3. Закон позволяет составлять уравнения реакций и производить расчеты.

На основании закона сохранения массы веществ пишут химические предложения , т. е составляют уравнения химических реакций.

Химическое уравнение – это условная запись химической реакции с помощью химических формул и математических знаков.

Учитель. Как правильно записывать химические уравнения?

Учащиеся отвечают : необходимо уравнять левую и правую части уравнения. Затем на конкретном примере у доски поясняют, как это правильно делать. Обсуждаются методы расстановки коэффициентов (межпредметные связи с математикой):

Наименьшее общее кратное числа атомов кислорода слева и справа – 10 , следовательно 10 :5=2 – коэффициент перед оксидом:

Затем уравнивается число атомов фосфора: 4P+5O ₂ = 2P ₂ O ₅ .

7. Этап самостоятельной работы с проверкой по эталону

Работа с интерактивной доской. Индивидуальная работа учащихся (работают в тетрадях, затем осуществляют самопроверку или взаимопроверку по эталону).

Задание. Расставьте коэффициенты в схемах химических реакций и замените стрелки знаком равенства

г ) AgBr → Ag + Br ₂

8. Этап включения в систему знаний и повторения

Учитель задает проблемные вопросы, инициирует мыслительную деятельность учащихся:

— Как объяснить Закон сохранения массы веществ с точки зрения атомно-молекулярного учения?

— Как вы думаете, для чего могут понадобиться те знания, которые вы получили сегодня?

— Приведите примеры химических реакций , сопровождающих нашу повседневную жизнь.

Учащиеся размышляют, анализируют, делают умозаключения, отвечают.

Учитель предлагает выполнить тренировочные задания по данной теме на сайте РЭШ https://resh.edu.ru/subject/lesson/1519/train/#190269.

Учащиеся работают с планшетами, выполняют задания.

9. Этап рефлексии учебной деятельности.

Учитель предлагает вспомнить цель и задачи урока, которые поставили перед собой учащиеся и проанализировать, достигли ли они поставленной цели, выполнили ли задачи.

Учащиеся высказываются, рассуждают, обсуждают, делают выводы.

Учитель предлагает учащимся оценить свою деятельность на уроке, а также закончить следующие фразы (прием «Незаконченные предложения»):

«У меня больше всего получилось… Оцениваю свою работу на…»

«Дома мне предстоит поработать над … Оцениваю свою работу на …»

«Сегодня на уроке меня удивило… Оцениваю свою работу на …»

«Тема урока была … Оцениваю свою работу на …»

«У меня не получилось … Оцениваю свою работу на …»

Домашнее задание : §§ 14,15, задания 1, 3, 4 стр. 47.

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).