Medžiagos, taikomųjų programų, eksperimentų ir pavyzdžių išsaugojimo teisė
The medžiagos ar masės išsaugojimo teisė tai, kad teigiama, kad bet kokia cheminė reakcija, medžiaga nėra sukurta ar sunaikinta. Šis įstatymas grindžiamas tuo, kad atomai yra nedalomos dalelės šio tipo reakcijose; branduolinių reakcijų metu atomai yra fragmentiški, todėl jie nėra laikomi cheminėmis reakcijomis.
Jei atomai nėra sunaikinti, tuomet, kai elementas arba junginys reaguoja, atomų skaičius turi būti pastovus prieš ir po reakcijos; kuris sudaro pastovią masę tarp reagentų ir produktų.
Taip yra visada, jei nėra nuotėkio, dėl kurio prarandama medžiaga; bet jei reaktorius yra hermetiškai užsandarintas, joks atomas „neišnyksta“, todėl įkrovusi masė turi būti lygi masei po reakcijos.
Kita vertus, jei produktas yra kietas, jo masė bus lygi reagentų sumai, kuri yra jos susidarymui. Tokiu pat būdu jis vyksta ir su skystais arba dujiniais produktais, tačiau, matuojant gautas mases, yra labiau linkę daryti klaidų.
Šis įstatymas gimė praėjusių šimtmečių eksperimentais, kurį sustiprino kelių žinomų chemikų, tokių kaip Antoine Lavoisier, indėlis..
Apsvarstykite reakciją tarp A ir B2 sudaryti AB2 (viršutinis vaizdas) Pagal medžiagos išsaugojimo įstatymą AB masė2 turi būti lygus A ir B masių sumai2, atitinkamai. Tada, jei 37 g A reaguoja su 13 g B2, produkto AB2 turi sverti 50 g.
Todėl, esant cheminei lygčiai, reagentų masė (A ir B)2) visada turi būti lygi produktų masei (AB2).
Pavyzdžiui, labai panašus į aprašytą metalo oksidų, pvz., Rūdžių ar rūdžių, susidarymą. Rūdis yra sunkesnis už geležį (nors jis negali atrodyti taip), nes metalas reagavo su deguonies masės, kad susidarytų oksidas..
Indeksas
- 1 Kas yra materijos ar masės išsaugojimo įstatymas?
- 1.1 Lavoisierio indėlis
- 2 Kaip šis įstatymas taikomas cheminėje lygtyje?
- 2.1 Pagrindiniai principai
- 2.2 Cheminė lygtis
- 3 Eksperimentai, kurie parodo įstatymą
- 3.1 Metalų deginimas
- 3.2 Deguonies išsiskyrimas
- 4 Pavyzdžiai (praktinės užduotys)
- 4.1 Gyvsidabrio monoksido skaidymas
- 4.2 Magnio juostelės deginimas
- 4.3 Kalcio hidroksidas
- 4.4 Vario oksidas
- 4.5 Natrio chlorido susidarymas
- 5 Nuorodos
Kas yra materijos ar masės išsaugojimo įstatymas?
Šiame įstatyme nustatyta, kad cheminė reakcija, reaguojančių medžiagų masė, yra lygi produktų masei. Įstatymas yra išreiškiamas frazėje „medžiaga nėra sukurta ar sunaikinta, viskas transformuota“, kaip ją paskelbė Julius Von Mayer (1814-1878).
Įstatymą savarankiškai parengė 1745 m. Michailas Lamanosovas, o 1785 m. - Antoine Lavoisier. Nors Lamanosovo tyrimas dėl Mišios išsaugojimo įstatymo buvo anksčiau nei Lavoisier, Europoje jie nebuvo žinomi. už rusų kalbą.
1676 m. Robert Boyle atlikti bandymai parodė, kad kai medžiaga buvo sudeginta atvirame inde, medžiaga padidino jo svorį; galbūt dėl pačios medžiagos patiriamos transformacijos.
Lavoiserio eksperimentai dėl medžiagų deginimo talpyklose su ribotu oro įsiurbimu parodė svorio padidėjimą. Šis rezultatas atitiko Boyle gautą rezultatą.
Lavoisier indėlis
Tačiau Lavoisierio išvada buvo kitokia. Jis manė, kad deginimo metu iš oro buvo išgautas masės kiekis, kuris paaiškintų masės padidėjimą, kuris buvo pastebėtas deginamose medžiagose..
Lavoiser manė, kad deginimo metu metalų masė išliko pastovi ir kad degimo sumažėjimas uždarose talpyklose nebuvo sąlygotas flojisto sumažėjimo (nebenaudojamos sąvokos), tariamai susietos su šilumos gamyba..
Lavoiser pažymėjo, kad pastebėtą sumažėjimą lėmė sumažėjusi dujų koncentracija uždarose talpyklose.
Kaip šis įstatymas taikomas cheminei lygčiai?
Masės išsaugojimo įstatymas stichiometrijoje yra transcendentinis, pastarąjį apibrėžiamas kaip kiekybinių santykių tarp reagentų ir cheminės reakcijos produktų skaičiavimas..
Stichiometrijos principus 1792 m. Paskelbė Jeremías Benjamín Richter (1762-1807), kuris jį apibūdino kaip mokslą, kuris matuoja cheminių elementų, dalyvaujančių reakcijoje, kiekybines proporcijas ar masinius santykius..
Cheminėje reakcijoje yra medžiagų, kurios įsikiša į jį, modifikacija. Pastebėta, kad reagentai arba reagentai yra vartojami gaminiams gauti.
Cheminės reakcijos metu atsiranda ryšių tarp atomų, taip pat naujų obligacijų susidarymas; tačiau reakcijoje dalyvaujančių atomų skaičius lieka nepakitęs. Tai vadinama materijos išsaugojimo teise.
Pagrindiniai principai
Šis įstatymas numato du pagrindinius principus:
-Reagentų (prieš reakciją) ir produktų (po reakcijos) bendras atomų kiekis yra vienodas..
-Bendra elektros krūvių suma prieš ir po reakcijos išlieka pastovi.
Taip yra todėl, kad subatominių dalelių skaičius išlieka pastovus. Šios dalelės yra neutronai be elektros įkrovos, protonai, turintys teigiamą krūvį (+), ir elektronai su neigiamu krūviu (-). Taigi reakcijos metu elektros krūvis nekeičia.
Cheminė lygtis
Pirmiau minėta, kad, pateikiant cheminę reakciją lygtimi (kaip ir pagrindinio vaizdo), turi būti laikomasi pagrindinių principų. Cheminė lygtis naudoja skirtingų elementų ar atomų simbolius arba reprezentacijas ir kaip jie yra suskirstyti į molekules prieš arba po reakcijos.
Toliau pateikta lygtis bus naudojama kaip pavyzdys:
A + B2 => AB2
Apatinis indeksas yra numeris, kuris yra dešinėje elementų pusėje (B2 ir AB2) apatinėje dalyje, nurodant molekulėje esančio elemento atomų skaičių. Šis skaičius negali būti keičiamas be naujos molekulės gamybos, kitokios nei originalas.
Stechiometrinis koeficientas (1, A ir likusios rūšies atveju) yra skaičius, kuris yra kairėje atomų ar molekulių dalyje, nurodantis, kiek jų dalyvauja reakcijoje..
Cheminės lygties atveju, jei reakcija yra negrįžtama, įdedama viena rodyklė, nurodanti reakcijos kryptį. Jei reakcija yra grįžtama, priešinga kryptimi yra dvi rodyklės. Kairėje rodyklėje yra reagentai arba reagentai (A ir B)2), o dešinėje - produktai (AB2).
Sūpynės
Cheminės lygties balansavimas yra procedūra, leidžianti suvienodinti reagentuose esančių cheminių elementų atomų skaičių su produktais..
Kitaip tariant, kiekvieno elemento atomų kiekis turi būti vienodas reagentų pusėje (prieš rodyklę) ir reakcijos produkto pusėje (po rodyklės).
Sakoma, kad kai reakcija yra subalansuota, laikomasi Masinių veiksmų įstatymo.
Todėl labai svarbu subalansuoti abiejų rodyklės pusių atomų ir elektros krūvių skaičių cheminėje lygtyje. Be to, reagentų masių suma turi būti lygi produktų masių sumai.
Pateiktos lygties atveju ji jau yra subalansuota (vienodas skaičius A ir B abiejose rodyklės pusėse).
Eksperimentai, įrodantys įstatymą
Metalų deginimas
Lavoiser, stebėdamas metalų, pvz., Švino ir alavo, deginimą uždarose talpyklose su nedideliu oro kiekiu, pastebėjo, kad metalai buvo padengti kalcinu; ir taip pat, kad metalo svoris tam tikru šildymo metu buvo lygus pradiniam.
Kai deginant metalą pastebimas svorio padidėjimas, Lavoiser manė, kad pastebėtas perteklius gali būti paaiškintas tam tikra masės dalimi, kuri išgaunama iš oro deginimo metu. Dėl šios priežasties masė liko pastovi.
Ši išvada, kuri gali būti laikoma silpnu moksliniu pagrindu, nėra tokia, atsižvelgiant į Lavoiserio žinias apie deguonies buvimą tuo metu, kai jis paskelbė savo įstatymą (1785).
Deguonies išsiskyrimas
Deguonies atradė Carl Willhelm Scheele 1772 metais. Vėliau, Joseph Priesley atrado jį savarankiškai ir paskelbė savo tyrimų rezultatus, trejus metus prieš Scheele paskelbė savo rezultatus apie tą pačią dujas..
Priesley šildė gyvsidabrio monoksidą ir surinko dujas, kurios padidino liepsnos blizgesį. Be to, pelių įvedimas į konteinerį su dujomis tapo aktyvesnis. Priesley pavadino šią defogistinę dują.
Priesley savo pastabas perdavė Antoine Lavoiser (1775), kuris pakartojo savo eksperimentus, rodančius, kad dujos buvo ore ir vandenyje. Lavoiser pripažino dujas kaip naują elementą, suteikdamas jam deguonies pavadinimą.
Kai Lavoisier kaip argumentą nurodė savo įstatymą, kad metalų deginimo metu pastebėta perteklinė masė atsirado dėl to, kas buvo išgaunama iš oro, jis galvojo apie deguonį - elementą, kuris sudeginamas su metalais deginimo metu..
Pavyzdžiai (praktinės užduotys)
Gyvsidabrio monoksido skaidymas
Jei kaitinamas 232,6 gyvsidabrio monoksido (HgO), jis suskaido į gyvsidabrį (Hg) ir molekulinį deguonį (O2). Remiantis masės ir atomų svorio išsaugojimo teise: (Hg = 206,6 g / mol) ir (O = 16 g / mol), nurodykite Hg ir O masę.2 kuri yra suformuota.
HgO => Hg + O2
232,6 g 206,6 g 32 g
Skaičiavimai yra labai tiesioginiai, nes suskaidoma lygiai viena molio HgO.
Magnio juostelės deginimas
1,2 g magnio juosta buvo sudeginta uždarame inde, kuriame yra 4 g deguonies. Po reakcijos liko 3,2 g nereaguoto deguonies. Kiek magnio oksido susidarė?
Pirmiausia reikia apskaičiuoti reaguojančio deguonies masę. Tai galima lengvai apskaičiuoti, naudojant atimtis:
O masė2 reagavo = pradinė O masė2 - galutinė O masė2
(4 - 3,2) g2
0,8 g O2
Remiantis masės išsaugojimo teise, galima apskaičiuoti susidariusios MgO masę.
MgO masė = Mg + O masė
1,2 g + 0,8 g
2,0 g MgO
Kalcio hidroksidas
14 g kalcio oksido (CaO) masė reagavo su 3,6 g vandens (H. \ T2O), kuris buvo visiškai suvartotas reakcijoje, sudarant 14,8 g kalcio hidroksido, Ca (OH)2:
Kiek kalcio oksido reagavo susidaro kalcio hidroksidas?
Kiek liko kalcio oksido?
Reakciją galima schemuoti pagal šią lygtį:
CaO + H2O => Ca (OH)2
Lygtis yra subalansuota. Todėl atitinka masės išsaugojimo įstatymą.
Reakcijoje dalyvaujančios CaO masė = Ca (OH) masė2 - H masė2O
14,8 g - 3,6 g
11,2 g CaO
Todėl CaO, kuris nereagavo (tas, kuris liko paliktas), apskaičiuojamas atimant:
Likusi CaO masė = reakcijoje esanti reakcijos masė.
14 g CaO - 11,2 g CaO
2,8 g CaO
Vario oksidas
Kiek vario oksido (CuO) susidarys, kai 11 g vario (Cu) visiškai reaguoja su deguonimi (O2)? Kiek deguonies reikia reakcijoje?
Pirmas žingsnis yra subalansuoti lygtį. Subalansuota lygtis yra tokia:
2Cu + O2 => 2CuO
Lygtis yra subalansuota, todėl ji atitinka masės išsaugojimo įstatymą.
Cu atomo masė yra 63,5 g / mol, o CuO molekulinė masė yra 79,5 g / mol.
Būtina nustatyti, kiek CuO susidaro iš viso 11 g Cu oksidacijos:
CuO masė = (11 g Cu) ∙ (1 mol Cu / 63,5 g Cu) ∙ (2 mol CuO / 2 mol Cu) ∙ (79,5 g CuO / mol CuO)
Formuota CuO masė = 13,77 g
Todėl CuO ir Cu masių skirtumas suteikia reakcijoje dalyvaujančio deguonies kiekį:
Deguonies masė = 13,77 g - 11 g
1,77 g O2
Natrio chlorido susidarymas
Chloro masė (Cl2) 2,47 g buvo reaguojama su pakankamu natrio kiekiu (Na) ir susidarė 3,82 g natrio chlorido (NaCl). Kiek Na reagavo?
Subalansuota lygtis:
2Na + Cl2 => 2NCl
Pagal masės išsaugojimo įstatymą:
Na = masė NaCl - masė Cl2
3,82 g - 2,47 g
1,35 g Na
Nuorodos
- Flores, J. Química (2002). Redakcija Santillana.
- Vikipedija. (2018). Medžiagos išsaugojimo įstatymas. Gauta iš: en.wikipedia.org
- Nacionalinis politechnikos institutas. (s.f.). Masės išsaugojimo įstatymas. CGFIE. Gauta iš: aev.cgfie.ipn.mx
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2019 m. Sausio 18 d.). Masių išsaugojimo įstatymas Gauta iš: thinkco.com
- Shrestha B. (2018 m. Lapkričio 18 d.). Medžiagos išsaugojimo įstatymas. Chemija LibreTexts. Gauta iš: chem.libretexts.org