Закон сохранения массы вещества

Дата: ____________

ПЛАН УРОКА.

Проверка домашнего задания

Давайте вернемся к реакции между метаном и кислородом, рассмотренной в предыдущем параграфе . В этой реакции метан и кислород – реагенты, а диоксид углерода и вода – продукты.

СН₄ + 2О₂ = СО₂ + 2Н₂О

Изготовим пластилиновые модельки реагентов, похожие на те, что изображены на рисунке:

Получатся модельки одной молекулы метана и двух молекул кислорода. Мы можем разобрать эти модельки на отдельные атомы и тут же собрать из них модельки продуктов. Для этого нам не потребуется никаких других деталей – только те атомы, которые мы взяли из одной “молекулы” метана и двух “молекул” кислорода.

Разумеется, масса всех пластилиновых "атомов" при этом не изменилась, хотя перед нами теперь лежат уже совсем другие "молекулы" – диоксида углерода и воды.

Этот простой опыт иллюстрирует один из важнейших законов природы - ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МАССЫ. Новые вещества не получаются из ничего и не могут обратиться в ничто. Масса (вес) реагентов всегда в точности равна массе (весу) продуктов химической реакции. Этот фундаментальный закон впервые открыл русский ученый М.В.Ломоносов. Немного позже французский химик А.Лавуазье пришел к тем же выводам и независимо от Ломоносова сформулировал тот же закон.

Масса веществ, вступающих в химическую реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате реакции

Когда мы разбирали пластилиновые модельки реагентов СН₄ и О₂, чтобы собрать модельки продуктов СО₂ и Н₂О, нам не потребовалось что-либо изменять в атомах. Разве что самую малость: к атому углерода в молекуле СО₂ атомы кислорода прикрепляются не так, как до этого прикреплялись атомы водорода.

Значит, изменения коснулись только "внешней поверхности" атома. Там, как мы знаем, в настоящем атоме находится валентная электронная оболочка. Точно так же в химических реакциях изменения касаются только внешних электронов, а вся внутренняя "начинка" атома, находящаяся под его валентной оболочкой, остается неизменной.

Неизменным остается ядро атома и его важнейшая характеристика - заряд ядра Z (он же – порядковый номер элемента в Периодической таблице). Разбирая и собирая модельки, мы только по-разному составляем одни и те же атомы, то есть меняем состав молекул.

Простые опыты с моделями иллюстрируют не только закон сохранения массы, но и определение химической реакции, которое вы уже знаете их предыдущего параграфа.

Теперь, с учетом закона сохранения массы, мы можем сформулировать правила составления химических уравнений:

1) Нужно знать формулы веществ, вступивших в реакцию (формулы реагентов) и формулы веществ, полученных в результате реакции (формулы продуктов).

2) Следует записать левую часть уравнения, где располагаются формулы реагентов (в любом порядке). Между формулами ставятся знаки "плюс".

3) Далее следует поставить знак равенства или стрелку и записать правую часть уравнения: формулы продуктов (в любом порядке) и знаки "плюс" между ними.

4) Число атомов каждого элемента в левой части уравнения должно быть равно числу атомов каждого элемента в правой части уравнения. Для достижения этого нужно подобрать и поставить перед формулами соответствующие коэффициенты.

5) Нельзя менять местами левую и правую части уравнения. Нельзя переносить формулы веществ из одной части уравнения в другую.

Приведем еще несколько примеров правильно записанных уравнений химических реакций:

2Ag + S = Ag₂S

4Al + 3O₂ = 2Al₂O₃

HCl + NaOH = NaCl + H₂O

Задачи.

5.3. В пассажирский самолет перед началом рейса погрузили 200 кг продуктов (масса без упаковки). Как изменилась масса авиалайнера после того, как в полете пассажирам предложили обед и все продукты были съедены?

5.4. Красный порошок меди (6,4 г) смешали с желтым порошком серы (3,2 г) и нагрели. Получили черный порошок, не содержащий красных крупинок меди и желтого порошка серы. Какова масса полученного черного порошка? Напишите уравнение реакции.

5.5. 60 г железных опилок нагревали с 32 г порошка серы. Из получившихся темно-коричневых кристаллов удалось с помощью магнита извлечь 4 г железа. Какова масса полученных коричневых кристаллов? Напишите уравнение реакции. Можно ли обнаружить остатки серы в коричневых кристаллах?

5.6. После неудачи с изобретением способа очистки железа перегонкой (см. задачу в конце главы 1), Юх решил попробовать перегнать школьный мел. Он собрал прибор для перегонки, поместил туда ровно 20 г мела (CaCO₃) и сильно нагрел на газовой горелке. К его разочарованию, мел не перегнался, а только растрескался. Из прибора не вытекло ни капли жидкости. Когда мел остыл, Юх решил его взвесить и с удивлением обнаружил, что мела стало почти вдвое меньше: 11,2 г! Юх понял, что открыл закон несохранения массы мела при нагревании, а заодно опроверг известный закон сохранения массы! Юх немедленно сел писать письмо в Академию наук, но в это время в лабораторию зашел Пилюлькин и объяснил Юху, что в конце опыта в колбе находится уже не мел, а соединение кальция с кислородом. В доказательство Пилюлькин плюнул на “мел”. “Мел” зашипел...

Какие реакции произошли в лаборатории? Напишите их уравнения и объясните, куда “исчезли” 8,8 г вещества?

Закрепление материала:

Современная формулировка закона сохранения массы веществ (был установлен русским ученым М.В. Ломоносовым и французским ученым А. Лоран-де-Лавуазье):

Суммарная масса реагентов равна суммарной массе продуктов реакции.

На атомно-молекулярном уровне закон сохранения массы объясняется тем, что при течении химической реакции происходит только перегруппировка атомов реагентов в молекулы продуктов. Число же атомов каждого элемента и масса каждого атома остаются неизменными до и после реакции.

Домашнее задание: §15 пересказ, №4-№5 стр.42