legea conservării materiei sau a masei Este una care stabilește că, în orice reacție chimică, materia nu este nici creată, nici distrusă. Această lege se bazează pe faptul că atomii sunt particule indivizibile în acest tip de reacție; în timp ce în reacțiile nucleare fragmentează atomii, motiv pentru care reacțiile chimice nu sunt luate în considerare.
Dacă atomii nu sunt distruși, atunci când un element sau un compus reacționează, numărul de atomi înainte și după reacție trebuie menținut constant; ceea ce se traduce printr-o cantitate constantă de masă între reactanții și produsele implicate.
Acesta este întotdeauna cazul dacă nu există nicio scurgere care să provoace pierderea materialului; dar dacă reactorul este închis ermetic, niciun atom nu „dispare” și, prin urmare, masa încărcată trebuie să fie egală cu masa după reacție.
Dacă produsul este solid, pe de altă parte, masa acestuia va fi egală cu suma reactanților implicați în formarea sa. La fel se întâmplă și cu produsele lichide sau gazoase, dar este mai predispus la greșeli atunci când se măsoară masele rezultate..
Această lege s-a născut din experimente din secolele trecute, fiind întărită de contribuțiile diferiților chimiști celebri, precum Antoine Lavoisier..
Luați în considerare reacția dintre A și BDouă a forma ABDouă (imaginea de sus). Conform legii conservării materiei, masa ABDouă trebuie să fie egală cu suma maselor lui A și BDouă, respectiv. Deci, dacă 37g de A reacționează cu 13g de BDouă, produsul ABDouă trebuie să cântărească 50g.
Prin urmare, într-o ecuație chimică, masa reactanților (A și BDouă) trebuie să fie întotdeauna egală cu masa produselor (ABDouă).
Un exemplu foarte similar cu cel descris tocmai este cel al formării oxizilor metalici, cum ar fi rugina sau rugina. Rugina este mai grea decât fierul (deși poate nu pare), deoarece metalul a reacționat cu o masă de oxigen pentru a genera oxidul.
Indice articol
Această lege prevede că, într-o reacție chimică, masa reactanților este egală cu masa produselor. Legea este exprimată în expresia „materia nu este nici creată, nici distrusă, totul este transformat”, așa cum a fost enunțată de Julius Von Mayer (1814-1878).
Legea a fost dezvoltată independent de Mihail Lamanosov, în 1745, și de Antoine Lavoisier în 1785. Deși lucrările de cercetare ale lui Lamanosov despre Legea conservării masei sunt anterioare celei lui Lavoisier, acestea nu erau cunoscute în Europa..
Experimentele efectuate în 1676 de Robert Boyle i-au determinat să sublinieze că atunci când un material a fost incinerat într-un container deschis, materialul a crescut în greutate; poate datorită unei transformări experimentate de materialul însuși.
Experimentele Lavoiser privind incinerarea materialelor în containere cu admisie limitată de aer au arătat o creștere în greutate. Acest rezultat a fost în acord cu cel obținut de Boyle.
Cu toate acestea, concluzia lui Lavoisier a fost diferită. El a crezut că în timpul incinerării a fost extrasă o cantitate de masă din aer, ceea ce ar explica creșterea masei care a fost observată în materialele supuse incinerării..
Lavoiser a crezut că masa metalelor a rămas constantă în timpul incinerării și că scăderea incinerării în containere închise nu a fost cauzată de o scădere a unui concept slăbit (dezafectat), o presupusă esență legată de producția de căldură..
Lavoiser a subliniat că scăderea observată a fost cauzată, mai degrabă, de o scădere a concentrației gazelor din recipientele închise..
Legea conservării masei are o importanță transcendentală în stoichiometrie, aceasta din urmă fiind definită ca calculul relațiilor cantitative dintre reactanți și produse prezente într-o reacție chimică..
Principiile stoichiometriei au fost enunțate în 1792 de Jeremías Benjamin Richter (1762-1807), care a definit-o ca fiind știința care măsoară proporțiile cantitative sau relațiile de masă ale elementelor chimice care sunt implicate într-o reacție..
Într-o reacție chimică există o modificare a substanțelor care iau parte la aceasta. Se observă că reactanții sau reactanții sunt consumați pentru a provoca produsele.
În timpul reacției chimice există rupturi de legături între atomi, precum și formarea de noi legături; dar numărul atomilor implicați în reacție rămâne neschimbat. Aceasta este ceea ce este cunoscut sub numele de legea conservării materiei.
Această lege implică două principii de bază:
-Numărul total de atomi de fiecare tip este egal în reactanți (înainte de reacție) și în produse (după reacție).
-Suma totală a sarcinilor electrice înainte și după reacție rămâne constantă.
Acest lucru se datorează faptului că numărul de particule subatomice rămâne constant. Aceste particule sunt neutroni fără sarcină electrică, protoni încărcați pozitiv (+) și electroni încărcați negativ (-). Deci, sarcina electrică nu se schimbă în timpul unei reacții.
Acestea fiind spuse mai sus, atunci când reprezintă o reacție chimică printr-o ecuație (cum ar fi cea din imaginea principală), principiile de bază trebuie respectate. Ecuația chimică folosește simboluri sau reprezentări ale diferitelor elemente sau atomi și modul în care acestea sunt grupate în molecule înainte sau după reacție.
Următoarea ecuație va fi folosită din nou ca exemplu:
A + BDouă => ABDouă
Indicele este un număr care este plasat în partea dreaptă a elementelor (BDouă și ABDouă) în partea sa inferioară, indicând numărul de atomi ai unui element prezent într-o moleculă. Acest număr nu poate fi modificat fără producerea unei noi molecule, diferită de cea originală..
Coeficientul stoichiometric (1, în cazul lui A și restul speciilor) este un număr care este plasat pe partea stângă a atomilor sau moleculelor, indicativ al numărului acestora implicat într-o reacție.
Într-o ecuație chimică, dacă reacția este ireversibilă, este plasată o singură săgeată, care indică direcția reacției. Dacă reacția este reversibilă, există două săgeți în direcția opusă. În stânga săgeților se află reactivii sau reactanții (A și BDouă), în timp ce în dreapta sunt produsele (ABDouă).
Echilibrarea unei ecuații chimice este o procedură care face posibilă egalarea numărului de atomi ai elementelor chimice prezente în reactanți cu cel al produselor.
Cu alte cuvinte, numărul atomilor fiecărui element trebuie să fie același pe partea reactanților (înainte de săgeată) și pe partea produselor de reacție (după săgeată).
Se spune că atunci când o reacție este echilibrată, Legea acțiunii în masă este respectată.
Prin urmare, este esențial să se echilibreze numărul de atomi și sarcinile electrice de pe ambele părți ale săgeții într-o ecuație chimică. În mod similar, suma maselor reactanților trebuie să fie egală cu suma maselor produselor.
Pentru cazul ecuației reprezentate, aceasta este deja echilibrată (număr egal de A și B pe ambele părți ale săgeții).
Lavoiser, observând incinerarea metalelor precum plumbul și staniul în recipiente închise cu un aport limitat de aer, a observat că metalele erau acoperite cu o calcinare; și în plus, că greutatea metalului la un moment dat de încălzire a fost egală cu cea inițială.
Deoarece se observă o creștere în greutate la incinerarea unui metal, Lavoiser a crezut că excesul de greutate observat ar putea fi explicat printr-o anumită masă de ceva care este îndepărtat din aer în timpul incinerării. Din acest motiv, masa a rămas constantă.
Această concluzie, care ar putea fi luată în considerare cu o bază științifică neîntemeiată, nu este așa, ținând cont de cunoștințele pe care Lavoiser le avea despre existența oxigenului în momentul în care și-a enunțat Legea (1785).
Oxigenul a fost descoperit de Carl Willhelm Scheele în 1772. Mai târziu, Joseph Priesley l-a descoperit independent și a publicat rezultatele cercetării sale, cu trei ani înainte ca Scheele să-și publice rezultatele pe același gaz..
Priesley a încălzit monoxidul de mercur și a colectat un gaz care a crescut strălucirea flăcării. În plus, când șoarecii au fost plasați într-un recipient cu gaz, au devenit mai activi. Priesley a numit acest gaz dephlogisticizat.
Priesley a raportat observațiile sale lui Antoine Lavoiser (1775), care și-a repetat experimentele arătând că s-a găsit gaz în aer și în apă. Lavoiser a recunoscut gazul ca un element nou, numindu-l oxigen.
Când Lavoisier a folosit ca argument pentru a-și afirma legea, că excesul de masă observat la incinerarea metalelor se datorează ceva extras din aer, se gândea la oxigen, un element care se combină cu metalele în timpul incinerării..
Dacă 232,6 de monoxid de mercur (HgO) este încălzit, acesta se descompune în mercur (Hg) și oxigen molecular (ODouă). Pe baza legii conservării masei și a greutăților atomice: (Hg = 206,6 g / mol) și (O = 16 g / mol), precizați masa Hg și ODouă care se formează.
HgO => Hg + ODouă
232,6 g 206,6 g 32 g
Calculele sunt foarte simple, deoarece se descompune exact un mol de HgO.
O panglică de magneziu de 1,2 g a fost incinerată într-un recipient închis conținând 4 g de oxigen. După reacție, au rămas 3,2 g oxigen nereacționat. Cât oxid de magneziu s-a format?
Primul lucru de calculat este masa de oxigen care a reacționat. Acest lucru poate fi calculat cu ușurință, folosind o scădere:
Masa lui ODouă care a reacționat = masa inițială de ODouă - masa finală a lui ODouă
(4 - 3,2) g ODouă
0,8 g ODouă
Pe baza legii conservării masei, se poate calcula masa de MgO formată.
Masa de MgO = masa de Mg + masa de O
1,2 g + 0,8 g
2,0 g MgO
O masă de 14 g oxid de calciu (CaO) a reacționat cu 3,6 g apă (HDouăO), care a fost complet consumat în reacție pentru a forma 14,8 g de hidroxid de calciu, Ca (OH)Două:
Cât de mult a reacționat oxidul de calciu pentru a forma hidroxid de calciu?
Cât a rămas oxid de calciu?
Reacția poate fi conturată prin următoarea ecuație:
CaO + HDouăO => Ca (OH)Două
Ecuația este echilibrată. Prin urmare, respectă legea conservării masei.
Masa de CaO implicată în reacție = masa de Ca (OH)Două - masa de HDouăSAU
14,8 g - 3,6 g
11,2 g CaO
Prin urmare, CaO care nu a reacționat (cel care a rămas) se calculează făcând o scădere:
Masa excesului de CaO = masa prezentă în reacție - masa care a participat la reacție.
14 g CaO - 11,2 g CaO
2,8 g CaO
Cât oxid de cupru (CuO) se va forma atunci când 11 g de cupru (Cu) reacționează complet cu oxigenul (ODouă)? Cât de mult oxigen este necesar în reacție?
Primul pas este echilibrarea ecuației. Ecuația echilibrată este după cum urmează:
2Cu + ODouă => 2CuO
Ecuația este echilibrată, deci respectă legea conservării masei.
Greutatea atomică a Cu este de 63,5 g / mol, iar greutatea moleculară a CuO este de 79,5 g / mol..
Este necesar să se determine cât de mult CuO se formează din oxidarea completă a celor 11 g de Cu:
Masa CuO = (11 g Cu) ∙ (1mol Cu / 63,5 g Cu) ∙ (2 mol CuO / 2mol Cu) ∙ (79,5 g CuO / mol CuO)
Masa de CuO formată = 13,77 g
Prin urmare, diferența de masă dintre CuO și Cu dă cantitatea de oxigen implicată în reacție:
Masa de oxigen = 13,77 g - 11 g
1,77 g ODouă
O masă de clor (ClDouă) de 2,47 g a reacționat cu sodiu (Na) suficient și s-au format 3,82 g de clorură de sodiu (NaCI). Cât de mult a reacționat Na?
Ecuație echilibrată:
2Na + ClDouă => 2NaCl
Conform legii conservării masei:
Masa Na = masa NaCl - masa ClDouă
3,82 g - 2,47 g
1,35 g Na
Nimeni nu a comentat acest articol încă.