คริสตจักรออร์โธด็อกซ์ไม่ใช่คริสตจักรออร์โธดอกซ์ที่เป็นเพียงโลกล้วนๆ...
กฎหมายปริมาณสัมพันธ์เคมี
ทุกอย่างถูกกำหนดโดยการวัด จำนวน และน้ำหนัก
ก. คาเวนดิช
กฎการอนุรักษ์มวลของสาร
กฎการอนุรักษ์มวลถูกกำหนดขึ้นครั้งแรกโดย M.V. Lomonosov ในปี 1748 เขายืนยันการทดลองโดยใช้ตัวอย่างการเผาโลหะในภาชนะที่ปิดสนิทในปี 1756 Lomonosov ศึกษาการเกิดปฏิกิริยาเคมีโดยการชั่งน้ำหนักสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ใน Academy of Sciences สร้างขึ้นในปี 1748 ห้องปฏิบัติการเคมีในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก
M.V. Lomonosov ในจดหมายถึง L. Euler ลงวันที่ 5 กรกฎาคม ค.ศ. 1748 ได้กำหนดกฎนี้ไว้ดังนี้: “ การเปลี่ยนแปลงทั้งหมดที่เกิดขึ้นในธรรมชาติเกิดขึ้นในลักษณะที่หากมีสิ่งใดถูกเพิ่มเข้าไปในบางสิ่ง มันก็จะถูกพรากไปจากสิ่งอื่น ดังนั้น เมื่อสสารถูกเพิ่มเข้าไปในร่างกายหนึ่ง ปริมาณที่เท่ากันก็จะหายไปจากอีกร่างกายหนึ่ง เวลานอนกี่ชั่วโมง ปริมาณที่หายไปจากการตื่นเท่าๆ กัน เป็นต้น เนื่องจากนี่คือกฎธรรมชาติสากล กฎนี้จึงใช้บังคับด้วย สู่กฎแห่งการเคลื่อนไหว: ร่างกาย "ซึ่งโดยแรงกระตุ้นของมันกระตุ้นให้ผู้อื่นเคลื่อนไหว จะสูญเสียการเคลื่อนไหวของมันมากเท่ากับที่มันสื่อสารกับอีกคนหนึ่ง และถูกเคลื่อนไหวตามมัน"
ต่อมา (พ.ศ. 2332) กฎการอนุรักษ์มวลได้รับการจัดตั้งขึ้นโดยเป็นอิสระจาก Lomonosov โดย A.L. Lavoisier ซึ่งแสดงให้เห็นว่าในระหว่างปฏิกิริยาเคมีไม่เพียงรักษามวลรวมของสารเท่านั้น แต่ยังรวมถึงมวลของแต่ละองค์ประกอบที่ประกอบกันเป็น สารที่มีปฏิสัมพันธ์: “ไม่มีอะไรที่ไม่เกิดขึ้นใน กระบวนการประดิษฐ์หรือในทางธรรมชาติ และใครๆ ก็สามารถหยิบยกจุดยืนได้ว่าในทุกปฏิบัติการจะมีปริมาณสสารเท่ากันทั้งก่อนและหลัง คุณภาพและปริมาณของหลักการยังคงเหมือนเดิม มีเพียงการกระจัดและการจัดกลุ่มใหม่เท่านั้นที่เกิดขึ้น ศิลปะทั้งหมดของการทดลองทางเคมีนั้นมีพื้นฐานอยู่บนข้อเสนอนี้” (“หลักสูตรประถมศึกษาวิชาเคมี,” 1789)
ถ้อยคำทางกฎหมายสมัยใหม่:
มวลของสารที่เข้าสู่ปฏิกิริยาเคมีเท่ากับมวลของสารที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยา.
กำลังดำเนินการ ปฏิกิริยาเคมีนิวเคลียสของอะตอมยังคงไม่เปลี่ยนแปลง อย่างไรก็ตาม อะตอมไม่ได้เป็นเพียงนิวเคลียสเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอิเล็กตรอนที่อยู่รอบๆ ด้วย ในกระบวนการปฏิสัมพันธ์ทางเคมี การปรับโครงสร้างของโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ (อย่างน้อยก็ชั้นอิเล็กทรอนิกส์ด้านนอก) เกิดขึ้น เพื่อให้อะตอมเปลี่ยนแปลง และไม่ชัดเจนว่ามวลของมันคงที่ แต่จำนวนอิเล็กตรอน เช่นเดียวกับนิวเคลียส จะถูกอนุรักษ์ไว้
กฎการอนุรักษ์มวลมีการปฏิบัติตามอย่างเคร่งครัดเช่นเดียวกับกฎการอนุรักษ์อื่นๆ แต่ต้องมีคำอธิบายบางประการ ในปี 1905 A. Einstein แสดงให้เห็นว่ามีความสัมพันธ์ระหว่างมวลของร่างกาย (m) และพลังงานของมัน (E) ซึ่งแสดงออกโดยความสัมพันธ์:
โดยที่ c คือความเร็วแสงในสุญญากาศ สมการของไอน์สไตน์นี้ใช้ได้กับทั้งวัตถุขนาดมหึมาและอนุภาคของโลกใบเล็ก (เช่น อิเล็กตรอน โปรตอน) ในระหว่างปฏิกิริยาเคมี พลังงานจะถูกปล่อยออกมาหรือดูดซับอยู่เสมอ ดังนั้นมวลของสารที่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาจึงเปลี่ยนแปลงไปด้วย
การมอบหมายงานอิสระกำหนดค่ามวลที่สอดคล้องกับปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการทำปฏิกิริยา
H 2 (ก.) + 1/2O 2 (ก.) = H 2 O (ก.) + 241.8 กิโลจูล
เป็นไปได้ไหมที่จะสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงของมวลในกระบวนการทางเคมี?
การเปลี่ยนแปลงของมวลอันเป็นผลมาจากการปล่อยหรือการดูดซับพลังงานจะสังเกตเห็นได้ชัดเจนในกระบวนการใด?
กฎการอนุรักษ์มวลควรได้รับการกำหนดใหม่อย่างไรเพื่อให้เป็นจริงสำหรับกระบวนการใดๆ
ตัวอย่างที่ 2.1โดยการเผาแคลเซียมคาร์บอเนต 100 กรัม จะได้แคลเซียมออกไซด์ 56 กรัม และคาร์บอนมอนอกไซด์ (IV) (n.s.) 22.4 ลิตร สิ่งนี้ขัดแย้งกับกฎการอนุรักษ์มวลของสารหรือไม่?
สารละลาย.ตามกฎของอาโวกาโดร ภายใต้สภาวะปกติ ก๊าซ 22.4 ลิตรเทียบได้กับสารนี้ 1 โมล ดังนั้นจึงเกิด CO 2 1 โมลขึ้นระหว่างการทำปฏิกิริยา มวล 1 โมล คาร์บอนไดออกไซด์:
ม.(CO 2) = ν(CO 2) M(CO 2); M(CO 2) = 44 กรัม/โมล; ม.(CO 2) = 1 44 = 44 (ก.)
ผลรวมของมวลของผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยาจะเป็น:
56 + 44 = 100 (ก.)
ซึ่งเท่ากับมวลของแคลเซียมคาร์บอเนตเดิม ดังนั้นจึงเป็นไปตามกฎการอนุรักษ์มวล
1 | | | | | | | |
กฎการอนุรักษ์มวลสารของ M.V. LOMONOSOV
ฉันอยู่เกรด 8 และเพิ่งเริ่มเรียนวิชาใหม่ - เคมี ในชั้นเรียนเคมี เราผ่านปรากฏการณ์ทางเคมีและฟิสิกส์ ครูเคมีสาธิตการทดลองโดยใช้เทียนที่กำลังจุดอยู่ ประสบการณ์นี้ทำให้ฉันสนใจ ฉันตัดสินใจที่จะเรียนรู้อย่างลึกซึ้งมากขึ้นเกี่ยวกับประสบการณ์นี้และพยายามที่จะทำมัน ขณะที่เรียนอยู่ที่บ้าน ฉันได้เรียนรู้ว่าการทดลองนี้ดำเนินการโดย M.V. Lomonosov นักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ชาวรัสเซีย ฉันตัดสินใจที่จะลองทำซ้ำการทดลองของเขาและเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับนักวิทยาศาสตร์และผลงานของเขา
วัตถุประสงค์ของการวิจัย:
วิเคราะห์ผลงานของ M.V. Lomonosov ในสาขาวิทยาศาสตร์เคมี
ศึกษาผลงานของ M.V. Lomonosov เกี่ยวกับการสร้างกฎการอนุรักษ์มวลของสาร
ทำความคุ้นเคยกับผลงานของนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ ในสาขากฎการอนุรักษ์มวลของสาร
พิจารณาการทดลองที่ดำเนินการโดย M.V. Lomonosov และนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ เพื่อพิสูจน์กฎการอนุรักษ์มวลของสารในเชิงปริมาณ
ทำการทดลองเพื่อพิสูจน์ว่ามวลของสารที่เข้าสู่ปฏิกิริยาเคมีเท่ากับมวลที่เกิดจากปฏิกิริยา
วัตถุประสงค์ของการวิจัย:
ศึกษาวรรณกรรมตีพิมพ์ในประเด็นที่กำลังศึกษา กฎการอนุรักษ์มวลของสาร
วิเคราะห์ไซต์อินเทอร์เน็ตที่อุทิศให้กับวันครบรอบ 300 ปีวันเกิดของ M.V. Lomonosov
ทำการทดลองเพื่อยืนยันข้อสรุปของ M.V. Lomonosov เพื่อพิสูจน์กฎการอนุรักษ์มวลของสาร
สรุปและสรุปเกี่ยวกับงานที่ทำ
คนของเราได้เขียนชื่อที่มีชื่อเสียงมากมายในประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์โลก แต่ชื่อของ Lomonosov มีความเกี่ยวข้องกับการพัฒนาวิทยาศาสตร์หลายอย่างในคราวเดียว เขาเป็นนักฟิสิกส์ นักเคมี นักธรณีวิทยาที่ยิ่งใหญ่ที่สุด และในขณะเดียวกันก็เป็นนักประวัติศาสตร์ นักวิจัยภาษา และแม้แต่กวีด้วย การค้นพบของ M.V. Lomonosov ทำให้วิทยาศาสตร์รัสเซียสมบูรณ์ยิ่งขึ้น เขาอธิบายโครงสร้างของโลก อธิบายต้นกำเนิดของแร่ธาตุหลายชนิด ติดตั้งห้องปฏิบัติการเคมีแห่งแรก เขียนตำราเรียนเล่มแรกเกี่ยวกับไวยากรณ์ภาษารัสเซียเป็นภาษารัสเซียร่วมสมัย พัฒนาโครงการพัฒนาเส้นทางทะเลเหนือ ทำการทดลองเกี่ยวกับไฟฟ้า และ พิสูจน์ได้ว่าดาวศุกร์มีชั้นบรรยากาศ ต้องขอบคุณนักวิทยาศาสตร์คนนี้ที่ทำให้มหาวิทยาลัยแห่งแรกปรากฏในรัสเซียซึ่งยังคงมีอยู่จนถึงทุกวันนี้ ลูกชายของชาวนาจากชานเมืองทางตอนเหนือของรัสเซียกลายเป็นนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียที่ยิ่งใหญ่ที่สุดซึ่งเป็นที่ยอมรับทั่วยุโรป
ที่โรงเรียนเราปฏิบัติต่อ M. Lomonosov เหมือนเป็นสิ่งที่อยู่ระหว่างนักประวัติศาสตร์และนักปรัชญา ในความคิดของเรา นี่คือชายผู้มีความสามารถด้านบทกวี ชายผู้มีชื่อเสียงในฐานะ "นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียคนแรก" มุมมองทางวิทยาศาสตร์ตามธรรมชาติของ Lomonosov บางครั้งก็ถูกนิ่งเงียบโดยสิ้นเชิงที่โรงเรียน สิ่งที่เขายิ่งใหญ่เหลือล้นก็ถูกผลักไสให้อยู่ด้านหลังและยังคงอยู่ในเงามืด
เป็นเรื่องยากสำหรับเราที่จะตัดสินว่าหัวใจของ Lomonosov ตรงกับวิทยาศาสตร์ใดมากที่สุด เมื่อใกล้ถึงเวลาของเขา พุชกิน กวีผู้ยิ่งใหญ่ที่สุดของเรา เน้นย้ำถึงงานวิจัยด้านวิทยาศาสตร์ธรรมชาติของเขา นี่คือวิธีที่เขาอธิบายลักษณะกิจกรรมของ Lomonosov: “เมื่อรวมพลังจิตอันพิเศษเข้ากับพลังแห่งแนวคิดที่ไม่ธรรมดา Lomonosov เปิดรับการศึกษาทุกแขนง ความกระหายในวิทยาศาสตร์คือความหลงใหลที่แข็งแกร่งที่สุดของจิตวิญญาณนี้ซึ่งเต็มไปด้วยความหลงใหล เขามีประสบการณ์ทุกอย่างและเจาะลึกทุกสิ่ง... คนแรกเจาะลึกประวัติศาสตร์ของปิตุภูมิยืนยันกฎเกณฑ์ของภาษาสาธารณะให้กฎหมายและตัวอย่างของคารมคมคายแบบคลาสสิก คาดหวังการค้นพบของแฟรงคลิน, ตั้งโรงงาน, สร้างเครื่องจักรด้วยตัวเอง, มอบงานศิลปะด้วยงานโมเสก และท้ายที่สุดก็เผยให้เห็นถึงแหล่งที่มาที่แท้จริงของภาษากวีของเรา”
ในฐานะนักเคมีเชิงทฤษฎีและนักเคมีเชิงวิจัย M.V. Lomonosov ยืนหยัดเหนือคนรุ่นราวคราวเดียวกัน หนึ่งในอาการเฉพาะของกฎสากลแห่งธรรมชาติคือกฎการอนุรักษ์สสารระหว่างการเปลี่ยนแปลงทางเคมีซึ่งค้นพบและยืนยันโดยการทดลองโดย Lomonosov ซึ่งเป็นสถานประกอบการที่ เป็นเวลานานมีสาเหตุมาจากนักเคมีชาวฝรั่งเศส Antoine Laurent Lavoisier อย่างไม่ยุติธรรมโดยสิ้นเชิง กฎธรรมชาติสากลที่เสนอโดย M. Lomonosov ยังรวมถึงกฎการอนุรักษ์พลังงานซึ่งเข้าสู่วิทยาศาสตร์เฉพาะในกลางศตวรรษที่ 19 เท่านั้น: “ แต่เช่นเดียวกับการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดที่เกิดขึ้นในธรรมชาติ พวกมันเป็นรัฐที่มากเท่ากับบางสิ่งบางอย่าง ถูกพรากไปจากร่างหนึ่ง แล้วจะถูกเพิ่มไปยังอีกร่างหนึ่งมากมาย ดังนั้นหากสิ่งเล็กน้อยหายไปที่ไหนสักแห่ง มันก็จะทวีคูณขึ้นที่อื่น”
M.V. Lomonosov ได้รับคำแนะนำจากกฎการอนุรักษ์สสารและการเคลื่อนที่ไม่เพียงแต่ในการสร้างทฤษฎีอะตอม-โมเลกุลเท่านั้น แต่ยังรวมถึง การศึกษาเชิงทดลอง- เขาให้ความสำคัญอย่างยิ่งกับการวัดมวลของสารตั้งต้นและสารที่เกิดจากการดำเนินการทางเคมี โดยเชื่อว่าผ่านการวัดเชิงปริมาณเท่านั้นจึงจะสามารถเจาะความลับของการเปลี่ยนแปลงทางเคมีได้
ในการทดลองแบบดั้งเดิมของเขา Lomonosov เหนือกว่านักวิทยาศาสตร์ชาวยุโรปบางคนมานานแล้ว ดังนั้น ด้วยการให้ความร้อนตะกั่วและดีบุกในหลอดแก้วที่ปิดสนิท Lomonosov จึงมั่นใจว่าน้ำหนักของโลหะไม่เปลี่ยนแปลง จากนี้เขาสรุปว่าน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นตามปกติไม่ได้ขึ้นอยู่กับ "phlogiston" ในตำนานเลย แต่ขึ้นอยู่กับการสัมผัสของโลหะร้อนกับอากาศซึ่งทะลุเข้าไปในปฏิกิริยาโต้กลับเนื่องจากการอุดตันไม่เพียงพอ
ในปี 1673 หนังสือของ R. Boyle เรื่อง "การทดลองใหม่เกี่ยวกับวิธีการทำให้ไฟและเปลวไฟคงอยู่และมีนัยสำคัญ" ได้รับการตีพิมพ์ซึ่งนักเคมีชาวอังกฤษบรรยายถึงการทดลองด้วยการเผาโลหะ นักวิทยาศาสตร์วางโลหะในการโต้กลับ ปิดผนึก ชั่งน้ำหนัก เผาจนเป็น “ปูนขาว” ที่ก่อตัวขึ้นจากโลหะ หลังจากนั้นเขาก็เปิดการโต้กลับแล้วชั่งน้ำหนักอีกครั้ง โดยธรรมชาติแล้วจะได้รับ “น้ำหนัก” เพิ่มขึ้น แม้ว่า R. Boyle จะคุ้นเคยดีกับผลงานของ R. Hooke และ D. Mayov แต่เขาอธิบายการเพิ่มขึ้นของมวลโลหะในระหว่างการยิงโดยการเติม "สสารที่ลุกเป็นไฟ" ที่ดีที่สุดให้กับพวกเขาโดยเจาะผ่านรูขุมขน ของแก้ว
ในปี ค.ศ. 1756 M.V. Lomonosov ได้ทำการทดลองของ Boyle ซ้ำโดยมีการเปลี่ยนแปลงโดยที่เขาไม่ได้เปิดการโต้ตอบด้วย "มะนาว" ก่อนที่จะชั่งน้ำหนัก ผลลัพธ์เป็นไปตามที่นักวิทยาศาสตร์คาดหวังไว้ตามแนวคิดทางทฤษฎีของเขา: ไม่มี "สสารที่ลุกเป็นไฟ" รายการสั้น ๆการทดลองมีดังนี้ “...ระหว่างที่แตกต่างกัน การทดลองทางเคมี... มีการทดลองในภาชนะแก้วที่หลอมละลายอย่างแน่นหนาเพื่อตรวจสอบว่าน้ำหนักของโลหะเพิ่มขึ้นหรือไม่”
17 ปีต่อมาในปี พ.ศ. 2316 การทดลองของ R. Boyle เกิดขึ้นซ้ำโดย A. Lavoisier โดยให้ผลลัพธ์เหมือนกับ M. Lomonosov ทุกประการ แต่เขาได้ตั้งข้อสังเกตใหม่ที่สำคัญมาก กล่าวคือ เฉพาะส่วนหนึ่งของอากาศในปฏิกิริยาปิดผนึกที่ปิดผนึกรวมกับโลหะ และการเพิ่มขึ้นของน้ำหนักของโลหะที่กลายเป็นตะกรันจะเท่ากับน้ำหนักที่ลดลงของ อากาศในการโต้กลับ
แต่อนิจจา! การทดลองของ Lomonosov เหล่านี้ไม่มีใครสังเกตเห็น และเมื่อสิบแปดปีต่อมา Lavoisier พูดซ้ำเขาก็เก็บเกี่ยวเกียรติยศที่เป็นของ M. Lomonosov อย่างถูกต้อง
ภายใต้การแนะนำของครูสอนเคมี ฉันทำการทดลองเพื่อยืนยันข้อสรุปของ M.V. Lomonosov เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ฉันจึงนำภาชนะของ Landolt ซึ่งมีภาชนะหนึ่งบรรจุอยู่ กรดไฮโดรคลอริกและสังกะสีและอีกอัน - โซเดียมไฮดรอกไซด์และคอปเปอร์ซัลเฟต ( รูปภาพที่ 1- ทำให้ตาชั่งสมดุล หลังจากระบายสารละลายแล้ว ( รูปภาพที่ 2) เกิดปฏิกิริยาเคมีขึ้น ข้าพเจ้าเห็นว่ามีตะกอนก่อตัวอยู่ในภาชนะใบเดียว สีฟ้าและก๊าซก็ถูกปล่อยออกไปในเรืออีกลำหนึ่ง ( รูปภาพที่ 3- เข็มตะกรันยังคงอยู่ที่ระดับเดิมหลังจากเกิดปฏิกิริยาเคมี ดังนั้นฉันจึงมั่นใจว่ามวลของสารที่เข้าสู่ปฏิกิริยาเคมีจะเท่ากับมวลของสารที่เกิดขึ้นหลังปฏิกิริยา
2 
3 
เพื่อทำการทดลองครั้งที่สอง ฉันต้องการขวดที่ปิดผนึกอย่างแน่นหนา โดยเราวางเทียนที่จุดไฟไว้ข้างใน ตาชั่งมีความสมดุล ( รูปภาพที่ 4- พวกเขาจุดเทียนแล้วหย่อนลงในขวด ปิดให้แน่นด้วยจุก ( รูปภาพที่ 5- ขณะกำลังจุดเทียนอยู่นั้น เทียนก็ใช้ออกซิเจนจากขวดไปหมดแล้วจึงดับลง เกิดขึ้น ปรากฏการณ์ทางเคมี- ตาชั่งยังคงสมดุลหลังปฏิกิริยา จากนี้ไปมวลของสารที่เข้าสู่ปฏิกิริยาเคมียังคงไม่เปลี่ยนแปลงหลังจากเสร็จสิ้น
4 
5
บทสรุป: ดังนั้น ภารกิจที่ผมตั้งไว้สำหรับตัวเองก็เสร็จสิ้นแล้ว ฉันได้เรียนรู้มากมายเกี่ยวกับนักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ชาวรัสเซีย M.V. Lomonosov เกี่ยวกับความสำเร็จของเขาในสาขาวิทยาศาสตร์ต่างๆ กฎข้อหนึ่งของเขาคือกฎการอนุรักษ์มวลของสาร ได้รับการยืนยันจากการทดลอง
นั่นคือกิจกรรมที่ครอบคลุมของอัจฉริยะชาวรัสเซียผู้จัดการ - ไม่เพียง แต่ในการเปิดเผยทางวิทยาศาสตร์ของเขาเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความผิดพลาดที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ - เพื่อทิ้งร่องรอยที่ลบไม่ออกของความคิดที่ยิ่งใหญ่และไม่รู้จักเหน็ดเหนื่อยและทำงานเพื่อประโยชน์ของวิทยาศาสตร์เพื่อความเจริญรุ่งเรืองซึ่งในตัวเขา ประเทศบ้านเกิดที่เขาสนับสนุนอย่างกระตือรือร้นและเสียสละมาก
ผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาเคมีใดๆ ประกอบด้วยอะตอมเดียวกันกับที่ประกอบขึ้นเป็นสารตั้งต้น ในปฏิกิริยาเคมี อะตอมจะถูกอนุรักษ์ ซึ่งหมายความว่ามวลของอะตอมทั้งหมดจะต้องถูกอนุรักษ์ไว้ ในกรณีนี้ ผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาเคมีใดๆ จะต้องมีมวลเท่ากับสารตั้งต้น
หลังจากการทดลองบางอย่าง อาจดูเหมือนว่าข้อความเกี่ยวกับมวลของสารนั้นไม่ถูกต้อง ตัวอย่างเช่น ในระหว่างการเผา โลหะจะกลายเป็นเกล็ดที่เปราะซึ่งมีมวลมากกว่ามวลของโลหะเสมอก่อนการทดลอง แต่ทำไม? เป็นไปได้ไหมว่าอนุภาคบางส่วนจากอากาศเกาะติดกับโลหะ? M.V. Lomonosov พบคำตอบสำหรับคำถามนี้: เขาเผาโลหะในภาชนะปิด โลหะกลายเป็นเกล็ด และมวลของภาชนะที่มีมาตราส่วนยังคงเหมือนเดิมกับน้ำหนักของภาชนะที่มีโลหะ ปรากฎว่ามวลที่บรรจุอยู่ในท่ออากาศลดลงมากเท่ากับมวลของโลหะที่เพิ่มขึ้น
มวลของสารที่เข้าสู่ปฏิกิริยาเคมีจะเท่ากับมวลของสารที่เกิดขึ้นเสมอ
กฎพื้นฐานของเคมีข้อหนึ่งนี้เรียกว่ากฎการอนุรักษ์มวลของสสาร กฎหมายนี้ถูกกำหนดครั้งแรกโดย M.V. Lomonosov เช่นนี้:
“การเปลี่ยนแปลงทั้งปวงที่เกิดขึ้นในธรรมชาตินั้นอยู่ในสภาพที่สิ่งใดสิ่งหนึ่งถูกพรากไปจากร่างหนึ่งไปมากก็จะถูกเพิ่มเข้าไปในอีกร่างหนึ่ง ดังนั้นหากสิ่งเล็กน้อยสูญหายไปที่ไหนสักแห่ง มันก็จะทวีคูณไปยังที่อื่น ”
จากกฎการอนุรักษ์มวลของสสาร เป็นไปตามที่ว่าสสารไม่สามารถเกิดขึ้นได้จากที่ไหนเลยและจากความว่างเปล่า หรือกลายเป็นความว่างเปล่าได้ แม้ว่าเราดูเหมือนว่าปฏิกิริยาเคมีจะก่อให้เกิดสารในปริมาณที่มากเกินไป หรือมวลของสารหลังจากปฏิกิริยาเคมีมีขนาดเล็กลง นั่นหมายความว่าเราไม่ได้คำนึงถึงสารทั้งหมดที่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาหรือ สารที่เกิด
ตัวอย่างเช่นเมื่อไม้ไหม้สำหรับเราดูเหมือนว่าสารที่ก่อตัวนั้นจะหายไปอย่างไร้ร่องรอย แต่เมื่อศึกษาปฏิกิริยาอย่างรอบคอบ คุณจะเห็นว่าไม่เป็นเช่นนั้น มวลของสารที่ใช้ระหว่างการเผาไหม้ของไม้ (ไม้ + ออกซิเจน) เท่ากับมวลของน้ำ เถ้า และคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้
เมื่อใช้กฎการอนุรักษ์มวล คุณสามารถคำนวณมวลของสารที่ทำปฏิกิริยาตัวใดตัวหนึ่งหรือสารผลลัพธ์ตัวใดตัวหนึ่งได้ หากทราบมวลของสารอื่นๆ ทั้งหมด ดังนั้น หากเราจำเป็นต้องค้นหามวลของออกซิเจนที่เกิดจากการสลายตัวของปรอทออกไซด์จำนวนหนึ่ง เราก็ไม่จำเป็นต้องเก็บออกซิเจนเพื่อชั่งน้ำหนัก ก็เพียงพอที่จะกำหนดมวลของปรอทออกไซด์ที่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาและมวลของปรอทที่ถูกปล่อยออกมาอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยา ตามกฎการอนุรักษ์มวล ผลรวมของมวลของปรอทและออกซิเจนจะเท่ากับมวลของปรอทออกไซด์ที่สลายตัว ดังนั้นเมื่อลบมวลของปรอทที่เกิดขึ้นออกจากมวลของปรอทออกไซด์เราจะได้มวลของออกซิเจนที่ปล่อยออกมา
ตัวอย่างเช่น ลองแก้ปัญหาต่อไปนี้: เราเอาปรอทออกไซด์ 2.56 กรัม และหลังจากปฏิกิริยา เราก็ได้รับปรอท 1.95 กรัม ปฏิกิริยานี้มีมวลออกซิเจนเกิดขึ้นเป็นเท่าใด
ปรอทออกไซด์ = ปรอท + ออกซิเจน
2.56 = 1.95 + x
x = 2.56 – 1.95
เว็บไซต์ เมื่อคัดลอกเนื้อหาทั้งหมดหรือบางส่วน จำเป็นต้องมีลิงก์ไปยังแหล่งที่มา
บทเรียน #14 กฎการอนุรักษ์มวลของสสาร สมการทางเคมี
กฎการอนุรักษ์มวลของสาร
คำถามที่เป็นปัญหา: มวลของสารตั้งต้นจะเปลี่ยนไปเมื่อเทียบกับมวลของผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยาหรือไม่
เพื่อตอบคำถามนี้ ให้สังเกตการทดลองต่อไปนี้
การทดสอบวิดีโอ: .
คำอธิบายของการทดลอง: ใส่ทองแดงที่บดแล้ว 2 กรัมลงในขวดทรงกรวย ปิดขวดให้แน่นและชั่งน้ำหนัก จำมวลของขวด ค่อยๆ ให้ความร้อนขวดเป็นเวลา 5 นาที และสังเกตการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้น หยุดการให้ความร้อน และเมื่อขวดเย็นลงแล้ว ให้ชั่งน้ำหนัก เปรียบเทียบมวลของขวดก่อนให้ความร้อนกับมวลของขวดหลังการให้ความร้อน
บทสรุป: มวลของขวดไม่เปลี่ยนแปลงหลังการให้ความร้อน
มาดูการทดลองวิดีโออื่นๆ กันดีกว่า:
บทสรุป: มวลของสารก่อนและหลังปฏิกิริยาไม่เปลี่ยนแปลง
สูตร กฎการอนุรักษ์มวล: มวลของสารที่เข้าสู่ปฏิกิริยาจะเท่ากับมวลของสารที่ขึ้นรูป
จากมุมมองของวิทยาศาสตร์อะตอม - โมเลกุลกฎนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าในปฏิกิริยาเคมี ทั้งหมดอะตอมไม่เปลี่ยนแปลง แต่จะเกิดการจัดเรียงใหม่เท่านั้น
กฎการอนุรักษ์มวลของสารเป็นกฎพื้นฐานของเคมี การคำนวณปฏิกิริยาเคมีทั้งหมดทำบนพื้นฐานของมัน ด้วยการค้นพบกฎนี้มีความเกี่ยวข้องถึงการเกิดขึ้นของเคมีสมัยใหม่ในฐานะวิทยาศาสตร์ที่แน่นอน
กฎการอนุรักษ์มวลถูกค้นพบในทางทฤษฎีในปี ค.ศ. 1748 และได้รับการยืนยันเชิงทดลองในปี ค.ศ. 1756 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย M.V. โลโมโนซอฟ
นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Antoine Lavoisier ในปี 1789 ในที่สุดก็ทำให้โลกวิทยาศาสตร์เชื่อในความเป็นสากลของกฎหมายนี้ ทั้ง Lomonosov และ Lavoisier ใช้มาตราส่วนที่แม่นยำมากในการทดลอง พวกเขาให้ความร้อนโลหะ (ตะกั่ว ดีบุก และปรอท) ในภาชนะที่ปิดสนิท และชั่งน้ำหนักวัสดุตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยา
สมการทางเคมี
กฎการอนุรักษ์มวลของสารใช้ในการวาดสมการปฏิกิริยาเคมี
สมการทางเคมี เป็นสัญกรณ์ทั่วไปของปฏิกิริยาเคมีโดยใช้สูตรทางเคมีและค่าสัมประสิทธิ์
มาชมวิดีโอ - การทดลองกัน: .
จากปฏิกิริยาทางเคมีของกำมะถันและเหล็กทำให้ได้สาร - เหล็กซัลไฟด์ (ครั้งที่สอง) – แตกต่างจากส่วนผสมดั้งเดิม ไม่สามารถตรวจพบเหล็กและกำมะถันด้วยสายตาได้ นอกจากนี้ยังเป็นไปไม่ได้ที่จะแยกพวกมันออกจากกันโดยใช้แม่เหล็ก มีการเปลี่ยนแปลงทางเคมีเกิดขึ้น
เรียกว่าวัสดุตั้งต้นที่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเคมี รีเอเจนต์
สารใหม่ที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาเคมีเรียกว่า สินค้า.
ให้เราเขียนปฏิกิริยาต่อเนื่องในรูปของสมการปฏิกิริยาเคมี:
เฟ + ส = เฟส
อัลกอริทึมในการเขียนสมการปฏิกิริยาเคมี
เรามาสร้างสมการปฏิกิริยาเคมีระหว่างฟอสฟอรัสกับออกซิเจนกันดีกว่า
1. ทางด้านซ้ายของสมการ เราจะเขียนสูตรทางเคมีของรีเอเจนต์ (สารที่ทำปฏิกิริยา) จดจำ! โมเลกุลของสารก๊าซอย่างง่ายที่สุดไดอะตอมมิก – ชม 2 ; เอ็น 2 ; โอ 2 ; เอฟ 2 ; Cl 2 ; บ 2 ; ฉัน 2 - ระหว่างรีเอเจนต์เราใส่เครื่องหมาย "+" แล้วตามด้วยลูกศร:
ป + โอ 2 →
2. ทางด้านขวา (หลังลูกศร) ให้เขียนสูตรทางเคมีของผลิตภัณฑ์ (สารที่เกิดขึ้นระหว่างปฏิกิริยา) จดจำ! สูตรทางเคมีต้องทำโดยใช้เวเลนซ์ของอะตอม องค์ประกอบทางเคมี:
พี+โอ 2 →ป 2 โอ 5
3. ตามกฎการอนุรักษ์มวลของสาร จำนวนอะตอมก่อนและหลังปฏิกิริยาจะต้องเท่ากัน ซึ่งทำได้โดยการตั้งค่าสัมประสิทธิ์ไว้ข้างหน้า สูตรเคมีรีเอเจนต์และผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาเคมี
ประการแรก จำนวนอะตอมที่มีอยู่ในสารที่ทำปฏิกิริยา (ผลิตภัณฑ์) จะถูกทำให้เท่ากัน
ในกรณีนี้คืออะตอมออกซิเจน
หาตัวคูณร่วมน้อยของจำนวนอะตอมออกซิเจนทางด้านซ้ายและด้านขวาของสมการ ผลคูณที่เล็กที่สุดของอะตอมโซเดียมคือ –10:
เราค้นหาค่าสัมประสิทธิ์โดยการหารผลคูณที่น้อยที่สุดด้วยจำนวนอะตอมของประเภทที่กำหนด และนำตัวเลขผลลัพธ์ที่ได้ไปใส่ในสมการปฏิกิริยา:
กฎการอนุรักษ์มวลของสารไม่เป็นที่พอใจ เนื่องจากจำนวนอะตอมฟอสฟอรัสในสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาไม่เท่ากัน เราจึงทำหน้าที่คล้ายกับสถานการณ์ที่มีออกซิเจน:
เราได้รับรูปแบบสุดท้ายของสมการปฏิกิริยาเคมี เราแทนที่ลูกศรด้วยเครื่องหมายเท่ากับ เป็นไปตามกฎการอนุรักษ์มวลของสสาร:
4 P+5O 2 = 2ป 2 โอ 5
งานที่ได้รับมอบหมาย
№1.
แปลงแผนภาพต่อไปนี้เป็นสมการของปฏิกิริยาเคมีโดยใส่ค่าสัมประสิทธิ์ที่จำเป็นแล้วแทนที่ลูกศรด้วยเครื่องหมายเท่ากับ:
สังกะสี+โอ 2 → สังกะสีโอ
เฟ+Cl 2 →เฟซีแอล 3
Mg + HCl → MgCl 2 +ฮ 2
อัล(OH) 3 → อัล 2 โอ 3 +ฮ 2 โอ
เอชเอ็นโอ 3 →เอช 2 โอ+ไม่ 2 +โอ 2
CaO+H 2 O → Ca(OH) 2
ชม 2 +คลีนิก 2 →เอชซีแอล
เคซีแอลโอ 3 → KClO 4 +เคซีแอล
เฟ(OH) 2 +ฮ 2 โอ+โอ 2 →เฟ(OH) 3
เคบีอาร์+ Cl 2 → เคซีแอล+ บ 2
№2.
ใช้อัลกอริธึมในการเขียนสมการปฏิกิริยาเคมี เขียนสมการปฏิกิริยาอันตรกิริยาระหว่างคู่ของสารต่อไปนี้
1) นา และ โอ 2
2) นา และ แคล 2
3) อัล และ เอส
