Закон сохранения массы вещества химия формулировка: Формулировка закона сохранения массы — урок. Химия, 8–9 класс.

Содержание

Формулировка закона сохранения массы — урок. Химия, 8–9 класс.

Закон сохранения массы веществ в химических реакциях был сформулирован на основе работ  по прокаливанию металлов.

 

В XVII в. английский учёный Р. Бойль проводил опыты по прокаливанию свинца. После окончания опытов он взвешивал полученные продукты и сравнивал их массу с массой исходного металла. Масса окалины всегда была больше массы свинца.

 

Русский учёный М. В. Ломоносов повторил опыты Р. Бойля. Но металлы он прокаливал в запаянных стеклянных сосудах — ретортах. Взвешивание сосудов до и после реакции показало, что их масса остаётся неизменной.

 

В \(1748\) г. М. В. Ломоносов сделал вывод: «Все перемены, в натуре случающиеся, суть такого состояния, что сколько чего у одного тела отнимется, столько присовокупится к другому. Так ежели где убудет материи, то умножится в другом месте».

 

В \(1789\) г. французскому химику А. Лавуазье удалось объяснить причину разных результатов взвешивания веществ в открытых и закрытых сосудах. Он доказал, что образование окалины происходит за счёт присоединения к металлу кислорода, содержащегося в воздухе.

 

Так был открыт М. В. Ломоносовым и экспериментально подтверждён А. Лавуазье закон сохранения массы.

Масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе образовавшихся веществ.

При химических реакциях атомы не исчезают и не появляются. Продукты реакции образуются из атомов, содержащихся в исходных веществах. Поэтому масса и остаётся неизменной.

Пример:

реакция горения природного газа (метана):

 

метан  \(+\)  кислород  \(=\)  углекислый газ  \(+\)  вода.

 

Исходные вещества — метан Ch5 и кислород O2:

 

 

Продукты реакции — углекислый газ CO2 и вода h3O:

 

 

В молекулах исходных веществ и в молекулах продуктов реакции содержатся атомы углерода, водорода и кислорода. Их число не меняется, поэтому и масса веществ остаётся неизменной.

 

масса метана  \(+\)  масса кислорода  \(=\)  масса углекислого газа  \(+\)  масса воды,

 

m(Ch5)+m(O2)=m(CO2)+m(h3O).

 

Урок 11. Формулировка закона сохранения массы и энергии – HIMI4KA

У нас вышел новый курс, где всё объясняется ещё проще. Подробннее по ссылке

В уроке 11 «Формулировка закона сохранения массы и энергии» из курса «Химия для чайников» дадим определение закону сохранения массы и закону сохранения энергии, познакомимся с открытием Ломоносова, а также повторим некоторые основы химии из прошлой главы. Этим уроком мы открываем следующий раздел курса, под названием «Закон сохранения массы и энергии». Поэтому, чтобы у вас не возникало вопросов по урокам, обязательно изучите все уроки из первого раздела «Атомы, молекулы и ионы».

Мысль о том, что все в мире состоит из атомов, зародилась еще до нашей эры. Древнегреческий философ Демокрит полагал, что вся материя состоит из неделимых микрочастиц — атомов, что каждый атом обладает индивидуальными свойствами, что свойства веществ определяются их взаимным расположением относительно друг друга. Таким образом его идеи являются примитивным вариантом того, что изложено в разделе 1 «Атомы, молекулы и ионы». Напрашивается вопрос: почему же тогда древние греки не воспользовались гипотезой Демокрита и не научились получать атомную энергию? Почему прошло еще 2000 лет, прежде чем наука достигла своего современного уровня? Одна из причин заключалась в том, что древние греки понятия не имели о законах сохранения вещества, ну и конечно же о законе сохранения энергии.

Закон сохранения массы и энергии

Великий русский ученый М.В. Ломоносов в 1748 году стал первым, кто осознал, что масса является фундаментальным свойством, сохраняющимся в процессе химических реакций. Он установил закон который гласит, что суммарная масса всех продуктов химического превращения должна точно совпадать с суммарной массой исходных веществ. Помимо суммарной массы веществ, в химических реакциях сохраняется также число атомов каждого сорта независимо от того, в сколь сложных превращениях они участвуют и как переходят из одних молекул в другие.

В химических реакциях должна сохраняться также и энергия. Химически важный вывод из этого закона заключается в том, что поглощение или выделение тепла (теплота реакции) в конкретной химической реакции не зависит от того, каким путем осуществляется реакция — в одну или несколько стадий. Например, тепло, выделяющееся напрямую при сгорании газообразного водорода и графита (одна из форм углерода), должна совпадать с теплом, выделяющимся, когда водород и углерод используются для получения синтетического бензина, а заем этот бензин используется в качестве топлива. Если бы количество тепла, выделяемого в одной из двух описанных выше вариантов реакции, было неодинаковым, можно было бы воспользоваться этим и проводить более эффективную реакцию в одном направлении, а менее эффективную — в обратном. В результате получился бы циклический бестопливный источник тепла, непрерывно дающий даровую энергию. Но это всего лишь мечты о вечном двигателе, создание которого разрушается об незыблемую стену закона сохранения массы и энергии.

Закон сохранения массы: в процессе химической реакции не происходит образования или разрушения атомов.

Закон сохранения энергии: если сумма двух реакций представляет собой новую, третью реакцию, то теплота третьей реакции равна сумме теплот первых двух реакций. Говорят, что тепловые эффекты реакций аддитивны. Более подробно о законе сохранения тепла вы узнаете в конце данной главы, где все станет просто и ясно.

Кстати, в 1756 году Ломоносов экспериментально подтвердил химический закон сохранения массы, путем обжига металлов в запаянных сосудах. Вместо обжига металлов можно в запаянном сосуде сжечь фтор, закон сохранения массы все равно соблюдается:

Повторюсь, что не плотность или объем, а именно масса является фундаментальным свойством, сохраняющимся в процессе химических реакций. И как только химики это поняли, они сразу бросились в поиски правильной шкалы атомных масс для каждого элемента. В уроке 3 «Строение молекулы» мы отмечали, что молекулярная масса молекулы вычисляется через сумму всех атомных масс входящих в ее состав атомов. А из урока 5 «Моль и молярная масса» нам известно, что моль любого вещества — это такое его количество, в котором число частиц этого вещества равно 6,022·1023. Масса одного моля вещества в граммах называется молярной массой. Моль и молярная масса являются важнейшими понятиями, без которых невозможно проводить химический расчет.

Моль — это просто средство подсчитывать атомы и молекулы порциями по 6,022·1023. Если известно, что две молекулы газообразного водорода H2 реагируют с одной молекулой газообразного кислорода O2, с образованием двух молекул воды H2O, то можно предсказать, что 2 моля H2, т.е. 4,032 г, будут реагировать с 1 молем O2, т. е. с 31,999 г, с образованием 2 молей H2O, т.е.36,031 г). Контрольное суммирование 4,032+31,999=36,031 подтверждают, что в этой реакции выполняется химический закон сохранения массы.

Урок 11 «Формулировка закона сохранения массы и энергии» является повторением уже пройденного материала перед погружением в более серьезный раздел химии. Надеюсь вы открыли в этом уроке для себя что-то новое и интересное. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.

Хотите ещё проще? Мы создали новый курс, где максимум за 7 дней вы овладете химией с нуля. Подробннее по ссылке

Закон сохранения массы вещества — Справочник химика 21





    Закон сохранения массы веществ (М. В. Ломоносов, 1748) масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате реакции. [c.4]

    Для решения большинства химических задач ключевым этапом является расчет по уравнению химической реакции. Сам процесс расчета может проводиться несколькими незначительно отличающимися друг от друга способами, но принципы, позволяющие производить подобные действия, остаются одинаковыми для всех случаев. В основе расчетов по уравнениям химических реакций лежит закон сохранения массы вещества при химических превращениях. Современную формулировку зтого закона можно представить следующим образом  [c.249]








    Теоретическую основу аналитической химии составляют фундаментальные законы естествознания, такие, как периодический закон Д. И. Менделеева, законы сохранения массы вещества и [c.5]

    Закон сохранения массы вещества. Расстановка коэффициентов в уравнениях химических реакций. Расчеты по уравнениям химических реакций [c.249]

    По закону сохранения массы вещества, вес веществ, вступивших в реакцию, равен весу полученных веществ. Чтобы этот закон выполнялся, в уравнении реакции нужно расставить коэффициенты [c. 16]

    Стехиометрия основывается на стехиометрических законах сохранения массы веществ, постоянства состава, эквивалентов, кратных отношений, объемных отношений, Авогадро. [c.10]

    Закон сохранения массы веществ, находящихся в реакторе и участвующих в химических реакциях, приводит к совокупности уравнений материального баланса. Каждое из.них представляет собой дифференциальное уравнение, определяющее скорость изменения концентрации какого-либо реагента. [c.16]

    В основе ядерных реакций, как и химических процессов, лежит закон сохранения массы вещества и энергии. [c.71]

    Материальный баланс печного процесса — это количественное выражение равенства массы поступивших в нее веществ и получающихся при этом продуктов и отходов. Основой материального баланса является закон сохранения массы вещества. [c.137]

    М. Б. Ломоносов (1711 — 1765) впервые стал систематически применять весы при изучении химических реакций. Б 1756 г. он экспериментально установил один из основных законов природы — закон сохранения массы вещества, составивший основу количественного анализа и имеющий огромное значение для всей науки. М. В. Ломоносов разработал многие приемы химического анализа и исследования, не потерявшие значения до наших дней [c.8]

    Основой материального баланса являются законы сохранения массы вещества и стехиометрических соотношений. [c.5]

    Материальный баланс составляют по уравнению основной суммарной реакции с учетом побочных реакций согласно закону сохранения массы вещества. Общая масса всех поступающих [c.5]

    Закон сохранения массы вещества в химических реакциях подвергался многочисленным проверкам и не было экспериментально обнаружено отклонений от него. Укажите в самых общих чертах пути повышения точности (уменьшения погрешности) эксперимента. [c.13]

    Закон сохранения массы вещества позволяет оценивать количества продуктов реакции по количествам исходных веществ и [c. 249]

    Покажите справедливость закона сохранения массы веществ М. В. Ломоносова на следующих явлениях а) при взаимодействии цинка с соляной кислотой масса образующегося хлорида цинка меньше массы цинка и кислоты, вступивших в реакцию  [c.11]

    ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МАССЫ ВЕЩЕСТВ [c.23]

    ХИМИЧЕСКИЕ УРАВНЕНИЯ — запись химических реакции с помощью химических формул и численных коэффициентов в соответствии с законом сохранения массы вещества при химических превращениях. X. у. лежат в основе расчетов, связанных с данной реакцией. [c.274]

    Открытие закона сохранения массы вещества и энергии. [c.15]

    Для формирования химии как науки исключительно важное значение имело открытие закона сохранения массы вещества и энергии (движения). [c.15]

    Открытие закона сохранения массы вещества и энергии Работы М. В. Ломоносова и А.-Л. Лавуазье…….. [c.429]

    Закон сохранения массы вещества. Впервые его высказал М. В. Ломоносов в письме к Эйлеру от 5 июня 1748 г., опубликованном на русском языке в 1760 г. Все перемены, в натуре случающиеся, такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимется, столько присовокупится к другому… Это определение, за исключением архаичности языка, не устарело. [c.13]

    Для составления уравнения окислительно-восстановительной реакции необходимо прежде всего знать химические формулы исходных и получающихся веществ. Исходные вещества мы знаем, а продукты реакции устанавливаются либо экспериментально, либо на основании известных свойств элементов. В левой и правой частях уравнения реакции должно быть одинаковое число одних и тех же атомов. Следовательно, правильно записанная реакция является выражением закона сохранения массы вещества. Согласно закону эквивалентов вещества всегда соединяются между собой или замешают друг друга в определенных весовых соотношениях, соответствующих их эквивалентам. [c.115]

    Закон сохранения массы веществ при химических реакциях Ломоносов рассматривал как одно из проявлений всеобщего закона сохранения материи и движения.[c.25]

    П р и м е р 2. В условии задачи указано, что при взаимодействии натрия с водой образовался 12%-ный раствор щелочи. В этом случае закон сохранения массы веществ удобно выразить уравнением  [c.8]

    Рассмотренное уравнение удовлетворяет законам сохранения массы вещества и зарядов, поэтому стрелку (—) можно заменить знаком равенства и в полном ионно-молекулярном виде уравнение реакции будет иметь вид [c.47]

    Закон сохранения массы вещества. Применяя количественные методы исследования химических реакций, М. В. Ломоносов установил, что при химических превращениях общий вес вещества остается неизменным. На основании своих опытов он сформулировал закон сохранения массы веш,еств  [c.25]

    С точки зрения атомно-молекулярной теории закон сохранения массы веществ объясняется тем, что при химических реакциях общее количество атомов не изменяется, а происходит только их перегруппировка. А так как атомы имеют постоянную массу, то это и приводит к закону сохранения массы веществ.[c.25]

    Закон постоянства состава. Закон сохранения массы веществ послужил основой для изучения количественного состава различных веществ, и к началу [c.26]

    Подобные уравнения составляются на основе закона сохранения массы веществ и показывают количественные соотношения веществ, участвующих в химической реакции, В том случае, если указывается, какое количество молей веществ участвует в реакции и какое количество энергии при этом выделяется (поглощается), говорят о термохимических уравнениях реакций (см. гл. V). [c.167]

    Огромной заслугой Ломоносова перед наукой было то, что он первый количественно обосновал основной закон химических превращений— закон сохранения массы вещества. Его опыты с накаливанием металлов в запаянных сосудах дали экспериментальное доказательство правильности материалистического представления о неуничтожаемости вещества. Уже тогда Ломоносов подошел к обобщенному определению принципа сохранения материи и движения, получившего ныне всестороннее доказательство и признание как всеобщего закона природы. Впервые Ломоносов сформулировал этот закон в 1748 г. в письме к Л. Эйлеру и опубликовал его в 1756 г. Все перемены в натуре случающиеся такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимется, столько же присовокупигся к [c.13]

    Пример 1. Пусть необходимо в общем виде записать в математической форме закон сохранения массы веществ для реакции  [c.7]

    ПОНЯТНО, что ДЛЯ каждой отдельной реакции в уравнении, отражающем закон сохранения массы веществ, будут фигурировать другие величины. Однако даже для одной и той же реакции этот закон -можно выразить видоизмененными уравнениями, описывающими зависимость между величинами, которые, например, заданы в условии задачи. [c.7]

    Оно, как и предыдущие, отражает закон сохранения массы веществ для данной реакции. [c.8]

    Следует помнить, что каждое химическое уравнение не только-несет информацию о качественном составе веществ, принимающих участие в реакции, но и отражает закон сохранения массы веществ, и дает представление о количественных отношениях масс веществ, формулы которых записаны б уравнении для каждой реакции масса вещ еств, вступающих в реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате ее.[c.25]

    Искомая величина X —масса воды, образовавшейся в результате реакции. На основании закона сохранения массы веществ сумма масс оксидов металлов и серной кислоты, вступивших в реак-дию, равна сумме масс сульфатов металлов и воды, образовавшихся, в результате реакции. Обозначив массу серной кислоты /Пн,со запишем  [c.26]

    Согласно этому закону, масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе веществ, образовавшихся в результате ее. Обозначив массы веществ, вступивших в реакцию и образовавшихся в результате ее, соответственно mNa, tnufi и mNaon, гпн,, запишем алгебраическое уравнение, отражающее закон сохранения массы веществ для данной реакции  [c.7]

    Решение. Искомая величина X — объем 8%-ного раствора серной кислоты. Уравнение составим на основании закона сохранения массы веществ масса серной кислоты в X л 8%-ного раствора равна массе кислоты в 0,6 л 0,1 М раствора. [c.70]

    Материальный баланс составляется на основании закона сохранения массы вещества, согласно которому во всякой замкнутой системе масса веществ, встуинвии х в реакцию, равна массе веществ, получившихся в результате реакции. Материальный баланс технологического процесса — это масса веществ, поступивших на технологическую операцию (приход), равная массе веществ, полученных в ее результате (расход)  [c.62]

    ЧТО выражает закон сохранения массы веществ в химических реакциях (1). Однако мы не будем требовать существования положительного решения системы (10), благодаря чему аналогично (7)—(9) можно рассматривать классы задач, подобные приведенному примеру 1. Обозначим через А матрицу, строками которой являются все лпнейно независимые решения системы (10), т. е. [c.106]

    М. В. Ломоносов первым из ученых (в 1748 г.) сформулировал закон сохранения массы вещества при химической реакции. Q писал … все перСхМены, в., натуре случающиеся, такого суть состояния, что, сколько чего у одного тела отнимается, столько присовокупится к другому . Этот закон в современной формулировке гласит Масса веществ, вступивших в реакцию, всегда равна массе веществ, образовавшихся в результате реакции.[c.3]

    В исходной молекуле кислорода содержится 2 атома кислорода. В одной молекуле продукта реакции — воды -только один аюм О. Таким образом, если провзаимодействовала одна молекула О , то, чтобы выполнялся закон сохранения массы вещества, должно образоваться 2 молекулы воды. В двух молекулах воды содержится 4 атома водорода. А в исходных молекулах водорода — по два атома в молекуле. Значит, для получения двух молекул воды необходимы две молекулы li . Таким образом схему реакции можно превратить в уравнение  [c.250]

    Возникновение физической хнмии как самостоятельной науки относится к середине XVIII в. Первый в мире курс физической химии был создан М. В. Ломоносовым (1752—1754). На основе своих физико-химических исследований М. В. Ломоносов пришел к принципиально новому определению химии как науки о свойствах тел, исходя из того, что все изменения в природе связаны с движением материи. Он первым обосновал основной закон сохранения массы вещества и пришел к определению принципа сохранения материи и движения, получившего признание как всеобщий закон природы.[c.6]

    Исследования М. В. Ломоносова позволили ему сформулировать основной закон природы — закон сохранения массы вещества (1758) Все перемены, в натуре случающиееся, такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимается, столько же присоединяется к другому. Так, ежели где убудет несколько материи, то умножится в другом месте… Сей всеобщий естественный закон простирается и в самые правила движения…  [c.15]

    Получено оно следующим образом. При взаимодействии цинка с соляной кислотой образуется хлорид цинка (Zn b) и выделяется свободный водород. Но поскольку в левой части уравнения в молекуле соляной кислоты содержится только один атом водорода и один атом хлора, то, согласно закону сохранения массы вещества, в реакцию должны вступить две молекулы соляной кислоты. [c.19]


Закон сохранения массы и эненргии

После доказательства существования атомов и молекул важнейшим открытием атомно-молекулярной теории стал закон сохранения массы, который был сформулирован в виде философской концепции великим русским ученым Михаилом Васильевичем Ломоносовым (1711-1765) в 1748 г. и подтвержден экспериментально им самим в 1756 г. и независимо от него французским химиком А.Л.Лавуазье в 1789 г.

Масса всех веществ, вступающих в химическую реакцию, равна массе всех продуктов реакции.

Опыты по сжиганию веществ, которые проводились до Ломоносова, наводили на мысль о том, что масса веществ в процессе реакции не сохраняется. При нагревании на воздухе ртуть превращалась в красную окалину, масса которой была больше массы металла. Масса золы, образующейся при сгорании дерева, напротив, всегда меньше массы исходного вещества.

Ломоносов провел простой опыт, который показал, что горение металла есть реакция присоединения, а увеличение массы металла происходит за счет присоединения части воздуха. Он прокаливал металлы в запаянном стеклянном сосуде и обнаружил, что масса сосуда не изменялась, хотя химическая реакция происходила. После того, как сосуд был вскрыт, туда устремлялся воздух, и масса сосуда увеличивалась. Таким образом, при аккуратном измерении массы всех участников реакции выясняется, что масса веществ при химической реакции сохраняется. Закон сохранения массы имел огромное значение для атомно-молекулярной теории. Он подтвердил, что атомы являются неделимыми и при химических реакциях не изменяются. Молекулы при реакции обмениваются атомами, но общее число атомов каждого вида не изменяется, и поэтому общая масса веществ в процессе реакции сохраняется.

Закон сохранения массы является частным случаем общего закона природы – закона сохранения энергии, который утверждает, что энергия изолированной системы постоянна. Энергия – это мера движения и взаимодействия различных видов материи. При любых процессах в изолированной системе энергия не производится и не уничтожается, она может только переходить из одной формы в другую.

Одной из форм энергии является так называемая энергия покоя, которая связана с массой соотношением Эйнштейна

Е0 = m0•с2,

где с – скорость света в вакууме (с = 3•108 м/с). Это соотношение показывает, что масса может переходить в энергию и наоборот. Именно это и происходит во всех ядерных реакциях, и поэтому закон сохранения массы в ядерных процессах нарушается. Однако, закон сохранения энергии остается справедливым и в этом случае, если учитывать энергию покоя.

В химических реакциях изменение массы, вызванное выделением или поглощением энергия, очень мало. Типичный тепловой эффект химической реакции по порядку величины равен 100 кДж/моль. Посчитаем, как при этом изменяется масса:

∆m = ∆E/с2 = 105 / (3•108)2 ~ 10-12 кг/моль = 10-9г/моль.

Урок химии по теме «Закон сохранения массы веществ. Химические уравнения»

Цель урока:ознакомить с количественной стороной химических процессов, узнать о научном подвиге М.В. Ломоносова, получить представление о химических уравнениях, научиться писать их.

Задачи:
1. Образовательные: Экспериментально доказать закон сохранения массы веществ. На основе этого закона сформировать понятие о материальном балансе химических реакций и научить расставлять коэффициенты в уравнениях реакций.
2. Развивающие: содействовать развитию у учащихся исследовательских умений в процессе выполнения и наблюдения эксперимента, углубление знаний.
3. Воспитательные: поддерживать интерес к изучению химии, воспитывать сотрудничество, способствовать развитию грамотной химической речи, учить анализировать.

Основные понятия. Закон сохранения массы веществ, химическое уравнение, коэффициент.

Тип урока. Изучение нового материала.

Методы обучения. Частично-поисковый, исследовательский, репродуктивный.

Формы деятельности. Общеклассная, групповая, индивидуальная.

Ожидаемый результат:

  1. Знать формулировку закона сохранения массы веществ, его значение, понимать смысл уравнений химических реакций, значение коэффициентов в химических уравнениях;
  2. Уметь применять закон сохранения массы веществ при написании уравнений, расставлять коэффициенты в уравнениях, проводить опыты.          

Демонстрации. Опыты, подтверждающие закон сохранения массы веществ: взаимодействие сульфата натрия и хлорида бария в закрытом сосуде, мрамора и соляной кислоты.

Оборудование и реактивы. Мультимедиапроектор, компьютер, экран, диск Школа Кирилла и Мефодия «Уроки химии 8-9 кл.»,  карточки с заданиями, пробирки, пластмассовые штативы, стаканы, весы, растворы хлорида бария, сульфата натрия, соляной кислоты, мрамор.

Ход урока.

I. Орг. Момент.
 Ознакомление с целями, задачами и планом  урока.

План урока.

  1. Самостоятельная работа.
  2. Открытие закона (1756г.), (видеозапись), Современная формулировка закона.
  3. Объяснение опыта с горением свечи.
  4. Лабораторный опыт.
  5. Значение закона.
  6. Химическое уравнение. Знаки, используемые в химическом уравнении. (видеозапись)
  7. Алгоритм расстановки коэффициентов. Коэффициент.
  8. Закрепление.
  9. Вывод.
  10. Домашнее задание: § 14, 15, упражнение 1-4 (стр.42).

II. Проверка знаний полученных на предыдущих уроках.

1. Самостоятельная работа.
Учитель: Проверим свои знания и умения составлять химические формулы, определять валентности элементов. Выполним самостоятельную работу по вариантам на карточках с заданиями. На экране задания для самостоятельной работы (приложение № 1)
Учитель: Правильность выполнения заданий проверим по ответам на экране (приложение № 2).

III. Изучение нового материала.

2. Постановка проблемы: Будет ли масса веществ, полученных после реакции, равна массе веществ, вступивших в реакцию?
Учитель: Вспомним, что представляют собой химические реакции с точки зрения атомно-молекулярного учения? Что происходит с веществами во время химических реакций? Из чего состоят вещества?
Вывод: Во время химических реакций атомы сохраняются, значит и масса веществ, вступающих в реакцию должна быть равна массе веществ, полученных после реакции. В течение тысячелетий люди верили в то, что вещество может бесследно исчезать и появляться из ничего. Это житейское наблюдение подтвердил и такой известный ученый как Р. Бойль. На экране видеоматериал (диск «Уроки химии Кирилла и Мефодия. 8-9 классы» урок 5 «Закон сохранения массы веществ» 2004г.).

В 1756г. М.В. Ломоносов доказал закон сохранения массы веществ: «Все перемены в Натуре случающиеся такого суть состояния, что, сколько чего у одного тела отнимается, столько же присовокупится к другому. Так, ежели где убудет материи, то умножится в другом месте; сколько часов кто положит на бдение, столько же сну отнимет…».

В настоящее время этот закон формулируется так: масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе образовавшихся веществ.

3. Объяснение, совместное с учащимися обсуждение.
Учитель: Объясните известный опыт: сжигание свечи, уравновешенной на весах. Чаша весов со свечой поднимается вверх. Можно ли утверждать, что закон сохранения массы веществ по мере сгорания парафиновой свечи нарушен?

Как усовершенствовать этот опыт, чтобы доказать правильность закона? Чем объяснить поднятие чашки со сгораемой свечой на весах? Можно ли сказать, что парафиновая свеча исчезает бесследно, уничтожается?
Ученик: Свеча сгорела, продукты реакции улетучились, смешались с воздухом. Установить поглотители продуктов реакции.
Вывод: Таким образом, если учесть массу парафиновой свечи, кислорода воздуха (это исходные вещества) и массу продуктов реакции (углекислый газ и пары воды), то окажется, что масса веществ, взятых для реакции, точно равна массе веществ, получившихся после реакции. А значит, реакция горения подчиняется закону сохранения массы веществ.

4. Организация  лабораторной работы и объяснение ее результатов.

Проведем лабораторный опыт. Задания на карточках и на экране (приложение № 3).


Вывод: в первом опыте все продукты остались в стаканчике, а во втором – образовался газ, который улетучился.

Уменьшение массы веществ после реакции возможно только в том случае, если один из продуктов её не замечен и не измерен, чаще всего такими веществами являются пары и газы.

5. Значение закона.

Закон М.В. Ломоносова имеет большое значение: помогает правильно понимать окружающий мир: ничто в природе не может возникнуть из ничего и не может исчезнуть бесследно. Этот закон является основой для составления уравнений химических реакций.

6. Работа над термином «химические уравнения».

Химическое уравнение – это условная запись химических реакций с помощью химических знаков и формул.

На экране знаки, используемые в химическом уравнении. (диск «Уроки химии Кирилла и Мефодия. 8-9 классы» урок 5 «Закон сохранения массы веществ» 2004г.)

7. Работа над термином «коэффициент» и алгоритмом расстановки коэффициентов.

Алгоритм расстановки коэффициентов в уравнениях химических реакций на примере реакции горения красного фосфора. (приложение №4)

Коэффициент – это цифра, которая ставится перед химической формулой.
Учитель: Расставим коэффициенты в химической реакции между натрием и хлороводородом. В начале записываем схему реакции:

Na + HCl → NaCl + H2

Чтобы схема стала уравнением мы должны уравнять число атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения. Для этого используем коэффициенты – цифры, которые ставятся впереди химических формул.

Сравним число атомов каждого элемента в левых и правых частях схемы. Число атомов Na одинаковое (1), коэффициенты здесь не нужны. Число атомов водорода в правой части в 2 раза больше чем в левой, перед формулой HCl ставим коэффициент – 2. В 2-х молекулах HCl содержится 2 атома Cl, а в правой части только 1 атом Cl, ставим коэффициент – 2 перед формулой NaCl, теперь нарушилось равенство в числе атомов Na, чтобы восстановить его нужно поставить коэффициент – 2 перед химическим знаком Na. Теперь закон сохранения массы веществ выполняется.

2Na + 2HCl → 2NaCl + H2

8. Закрепление.

Для закрепления полученных знаний выполним самостоятельную работу. Расставим коэффициенты в приведенных схемах:

Ba + O2 → BaO

H2 + O2 → H2O

Al + Br2 → AlBr3

H2O → H2 + O2

9. Подведение итогов.

Решение проблемы, поставленной в начале урока.

10. Домашнее задание § 14, 15 упражнения 1-4 по учебнику «Химия – 8» (авторы Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман).

Конспект урока по химии на тему » Закон сохранения массы веществ. Химическое уравнение»

Цель урока: формирование представлений о химическом уравнении как об условной записи химической реакции, о практическом применении закона сохранения массы веществ.

Задачи урока:

·         актуализировать имеющиеся знания, связанные с понятиями «молекула», «атом», «химический элемент», «валентность», «химическая формула», «признаки химической реакции»;

·         научить школьников:

-формулировать понятия: химическое уравнение, закон сохранения массы веществ;

-составлять: уравнения химических реакций;

-объяснятьзависимость составления уравнений химических реакций от закона сохранения массы веществ;

-мотивировать обучающихся к изучению темы.

Тип урока: урок открытия новых знаний.

Методы: объяснительно – иллюстративный с элементами беседы; проблемно – поисковый; исследовательский.

Формы: индивидуальная, фронтальная, парная.

Техническое обеспечение: компьютер, проектор, экран, презентация.

План урока:

 

1. Организационный момент (1 мин).

 

2. Самоопределение к деятельности (целеполагание)

 

2.1 Актуализация знаний (5 мин).

 

3. Учебно-познавательная деятельность (изучение нового содержания) (15 мин)

4. Интеллектуально-преобразовательная деятельность. Диагностика качества освоения темы (15 мин)

5. Домашнее задание (2 мин.)

6. Рефлексивная деятельность (3 мин.)

 

Тема

Закон сохранения массы веществ. Химические уравнения. Расстановка  коэффициентов в химических уравнениях

 

Основное содержание темы, термины и понятия

Содержание темы предполагает изучение сущности химических уравнений, правил расстановки коэффициентов в уравнениях химических реакций.

Закон сохранения массы веществ. Химические уравнения.

Планируемые результаты

Личностные

– проявление эмоционально-ценностного отношения к учебной проблеме;

– проявление творческого отношения к процессу обучения.

Познавательные:

– умение находить сходство и различие между объектами, обобщать полученную информацию;

– умение вести наблюдение;

– умение прогнозировать ситуацию.

Регулятивные:

– умение выполнять учебное задание в соответствии с целью;

– умение соотносить учебные действия с известными правилами;

– умение выполнять учебное действие в соответствии с планом.

Коммуникативные:

– умение формулировать высказывание;

– умение согласовывать позиции и находить общее решение;

– умение адекватно использовать речевые средства и символы для представления результата.

Предметные

-умение изображать сущность простейших химических реакций с помощью химических уравнений;

– умение составлять уравнения химических реакций.

 

Этап урока  и планируемы результат

Деятельность

Формируемые УУД

1.    организационный момент

Добрый день! Говорят если день начать с улыбки, то есть вероятность того , что он пройдет успешно. Вот и наш урок я предлагаю начать с улыбки. Главное на уроке быть внимательным , активным и находчивым. Обратите внимание на эпиграф к уроку. О чем нам говорит китайская мудрость? ( слайд 1)

личностные

-проявление эмоционально-ценностного отношения к учебной проблеме;

– проявление творческого отношения к процессу обучения.

 

2. Самоопределение к деятельности (целеполагание)

Планируемый результат

 

-актуализировать имеющиеся знания, связанные с понятиями «молекула», «атом», «химический элемент», «валентность», «химическая формула»;

– мотивировать обучающихся к изучению темы.

 

Актуализация знаний.

1.Как классифицируются вещества в зависимости от их состава?

2.Дайте определение «Химический элемент»

3.Сформулируйте определения классов веществ, с учетом понятия химический элемент.

4.Чем отражается состав простых и сложных веществ?

5.Что такое химическая формула вещества?

 

6.С веществами происходят различные изменения- явления. Чем различаются физические и химические явления?

7.Что происходит в ходе химических реакций с молекулами веществ?

8Что происходит с атомами, из которых состоят молекулы реагентов?

9. Каковы признаки химической реакции?

10.Что такое масса?

 

 

Личностные– проявление интереса к поставленной проблеме

Коммуникативные   развивать монологическую речь,

умение выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации

 

II этап. Учебно-познавательная деятельность (изучение нового содержания)

 

Планируемый результат

 

научить школьников:

формулировать понятия: химическое уравнение, закон сохранения массы веществ.

составлять: уравнения химических реакций.

объяснять: зависимость составления уравнений химических реакций от закона сохранения массы веществ.

 

 Тема урока  (слайд 2)

 

Как при химических реакциях изменяется масса веществ? Как записать суть происходящей химической реакции?

Какова ребята, цель сегодняшнего урока?

Учащиеся формулируют цель урока .

А каковы задачи? Учащиеся формулируют задачи урока

 

Для ответа на вопрос  – Как при химических реакциях изменяется масса веществ?  посмотрим видеоролик эксперимента.( Слайд 3) На основании просмотра вы должны объяснить суть эксперимента ( ролик без звука)

Как вы поняли, что произошла химическая реакция?

А изменилась ли масса в результате реакции?

Какой вывод можно сделать из проведенного эксперимента?

Масса веществ, вступивших в реакцию равна массе веществ образовавшихся в результате реакции.

Вы только что сформулировали очень важный закон химии – закон сохранения массы веществ.

Закон сохранения массы веществ был открыт русским ученым Михаилом Васильевичем Ломоносовым (слайд 4)

Согласно закону сохранения массы веществ составляются уравнения химических реакций.

Опыт : горение бенгальской свечи.

Какое явление вы наблюдали. По каким признакам вы так решили? Как по – другому называется химическое явление. Как нам записать эту химическую реакцию? Выслушиваем  предположения учащихся.

Бенгальская свеча – это магний горела она в кислороде воздуха, получился оксид магния  (Слайд 5)

Писать словами неудобно, да и невозможно отразить закон сохранения массы веществ

Как же записать уравнение? Разбор  уравнения.

Формулу получившегося в ходе реакции оксида магния  составляем согласно валентности. Могу ли я поставить знак равно? Сколько атомов магния в правой стороне,  а сколько в левой? Сколько атомов кислорода в правой стороне,  а сколько в левой? Что нужно сделать, чтобы поставить знак равно?

 

 

 

Регулятивные-

Целеполагание как постановка учебной задачи на основе соотнесения того, что уже известно и освоено учащимися и того, что еще неизвестно.

умение выполнять учебное задание в соответствии с целью.

Прогнозирование – предвосхищение результата и уровня усвоения

Коммуникативные – умение выполнять учебные задания в паре,

умение адекватно использовать речевые средства для представления результата.

Личностные- проявление творческого отношения к процессу обучения.

 

Физминутка

Слайды 6-8

 

Опыт.
Прокаливание медной проволоки
Теперь вы станете исследователями и сами проведете химическую реакцию.  Вспомним правила техники безопасности при работе со спиртовкой.  Внимательно прочитай те инструкцию и приступайте к работе? ( работа в парах по инструкции)

После выполнения задания проверка.

Как вы поняли, что произошла химическая реакция?
Проверим правильность составленного уравнения ( слайд 9)

 Итак ребята, так что же такое химическое уравнение?   Ребята , давайте теперь сформулируем определение химического уравнения.

слайд ( 10)
Химическое уравнение – это условная запись хода химической реакции с помощью формул и коэффициентов.

 

 

III этап. Интеллектуально-преобразовательная деятельность.

Диагностика качества освоения темы

Цель – установить степень усвоения темы 

Предметный:

-умение подбирать коэффициенты;

– умение составлять уравнения химических реакций.

 

Работа с дидактическим материалом (слайд 11)

Дидактические материалы.
с. 8 вариант 1
базовый уровень. Задание 1(а,в.г),2(а)
повышенный уровень. Задание 3

После работы взаимопроверка

( слайд 12)

Ребята после взаимопроверки анализируют проверяемую работу, указывают на допущенные ошибки.

Ребята , а что нам необходимо сделать чтобы больше не повторять допущенных ошибок?

Оценки за урок.

 .

Личностные:

– творческое отношение к процессу выбора и выполнения заданий.

 

Познавательные:

– умение использовать методы наблюдения и прогнозирования для выполнения задания

 

Регулятивные:

– умение выполнять учебное действие в соответствии с планом.

умение выполнять задание в соответствии с целью

контроль в форме сличения способа действия и его результата с заданным  эталоном с целью обнаружения отличий и отклонений от эталона и коррекция результата.

Коммуникативные:

– умение адекватно использовать речевые и символьные средства для представления результата.

 

IV этап. Рефлексивная деятельность

 

Какова цель урока?

Достигнута ли цель урока?

Ребята  отвечают, чему они научились на уроке, используя выражения

Я знаю.

Я могу.

 

Регулятивные –выделение и осознание того, что уже усвоено и что подлежит усвоению, осознание уровня и качества усвоения.

 

 

 

Коммуникативные-  умение аргументировать свою точку зрения,   умение выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации;

– владение монологической  формой речи в соответствии с нормами родного языка.

Личностные

Нравственное оценивание усваиваемого материала, способность делать личностный моральный выбор, исходя из социальных ценностей

 

Дом. Задание.

Параграф 19-20

Базовый уровень: с.67 учебника задание 3,5

 

Повышенный уровень: с. 68 учебника задание 4, 6( Слайд 13)

 

Личностные:

– творческое отношение к процессу выбора и выполнения заданий.

 

 

Итак, сегодня мы узнали, что такое химическое уравнение. На примерах рассмотрели, что нужно для составления химического уравнения. Пока остается неясным, зачем нужны уравнения реакций. Вот мы и обозначили задачу, над которой будем работать на последующих уроках.

Урок окончен спасибо за работу.

 

 

 

 

 

Закон сохранения массы

                                     

1. Исторический очерк.

(Historical sketch)

Закон сохранения массы исторически понимался как формулировкой закона сохранения материи. одним из первых его сформулировал древнегреческий философ Эмпедокл V до н. е:

Ничто не может возникнуть из ничего и не может, что это, уничтожил.

Ранее Эмпедокла «принцип сохранения» был использован представителями Милетской школы для формулировки теоретических представлений о pervomaiscoe, основу всех вещей. позже аналогичный тезис высказывали Демокрит, Аристотель и Эпикур, перефразируя Лукреция Кара.

Средневековые ученые также не высказывали никаких сомнений в истинности этого закона. Фрэнсис Бэкон в 1620 году заявил: «сумма материи остается всегда постоянной и не может быть повышена или понижена. ни одна мельчайшая ее часть не может быть ни преодолеть всю тяжесть мира, или уничтожены, совокупный силой всех агентов, ни вообще как-нибудь уничтожена».

В ходе развития алхимии, а затем и научной химии, было замечено, что во всех химических реакциях суммарный вес реагентов не меняется. В 1630 году Жан Рэ, химик из Перигора, писал Мерсенну:

Вес настолько тесно привязан к элементам вещества, которые, переходя из одного в другой, они всегда сохраняют тот же вес.

С появлением в трудах Ньютона понятия массы как меры количества вещества, формулировку закона сохранения материи был уточнен: масса-инвариант, то есть когда все процессы общий вес не уменьшается и не увеличивается.

В 1673 году опыты Роберта Бойля поставили закон сохранения массы под сомнение — у него была химическая реакция с подогревом вес вещества увеличился. Бойль пришел к выводу, что носителем тепла «флогистон» по терминологии имеет вес, эта гипотеза восстановил доверие к сохранения массы. однако сразу после публикации Бойля французский химик Керубино дорлине Cherubin dOrleans (Керубино юге), 1679 год указал на ошибку Бойля: вес увеличивается за счет воздуха в герметичный контейнер, вес остался неизменным. позже в 1755 году написано об этом М. В. Ломоносов в письме Л. Эйлера, см. текст в Викитеке:

Все происходящие изменения происходят так, что если что-то было добавлено, взято из чего-то еще. так, сколько материи прибавляется к телу, столько же теряется на другого, сколько часов я трачу на сон, то же отнять от бодрствования и т. д.

В Советском Союзе на основе этой фразы М. В. университет объявил автором закона сохранения массы, хотя он никогда не претендовал на приоритет в «Обзоре важнейших открытий» закон не упоминает. современные историки считают, что такие заявления безосновательны. ошибочно считается, что закон сохранения массы был Ломоносовым доказано опытным путем,

Всеобщий закон сформулирован Ломоносовым на основе философских материалистических соображений, никогда не подвергался им сомнению или проверке, но вместо того, чтобы служили ему прочной исходное положение для всех испытаний на протяжении всей своей жизни.

В будущем, в том числе создание микромира в физике, закон сохранения массы считалось истинным и очевидным. Иммануил Кант объявил этот закон должен быть постулат науки 1786. Лавуазье в «Начальном учебнике химии» 1789 дал точную количественную формулировку закона сохранения массы вещества, однако не заявили некоторые его новым и важным законом, а просто вскользь упомянул, как хорошо известный и установленный факт. для химических реакций, Лавуазье сформулировал закон в следующих выражениях:

Ничего не происходит без искусственных процессах, ни в природных, и можно выставить положение, что все операции имеют одинаковое количество материи до и после, что качество и количество начал остались теми же, произошли лишь перемещения, перегруппировки. в этом положении основано все искусство делать опыты в химии.

Другими словами, есть масса закрытой физической системы, в которой происходит химическая реакция, а сумма масс всех веществ, вступивших в реакцию, равна сумме масс всех продуктов реакции также остается. вес, поэтому считаются аддитивными.

Закон сохранения массы

Цель обучения
  • Определить закон сохранения массы

Ключевые моменты
    • Закон сохранения массы гласит, что масса в изолированной системе не создается и не разрушается химическими реакциями или физическими превращениями.
    • Согласно закону сохранения массы, масса продуктов химической реакции должна равняться массе реагентов.
    • Закон сохранения массы полезен для ряда вычислений и может использоваться для определения неизвестных масс, например количества газа, потребляемого или производимого во время реакции.

Условия
  • реагент Любой из участников, присутствующий в начале химической реакции. Кроме того, молекула до того, как претерпит химическое изменение.
  • закон сохранения массы Закон, который гласит, что масса не может быть создана или разрушена; он просто переставлен.
  • продукт Химическое вещество, образовавшееся в результате химической реакции.

История закона сохранения массы

Древние греки впервые предложили идею о постоянстве общего количества материи во Вселенной. Однако Антуан Лавуазье описал закон сохранения массы (или принцип сохранения массы / материи) как фундаментальный принцип физики в 1789 году.

Антуан Лавуазье Портрет Антуана Лавуазье, ученого, которому приписывают открытие закона сохранения массы.

Этот закон гласит, что, несмотря на химические реакции или физические превращения, масса сохраняется, то есть она не может быть создана или уничтожена в изолированной системе. Другими словами, в химической реакции масса продуктов всегда будет равна массе реагентов.

Закон сохранения массы-энергии

Этот закон был позже изменен Эйнштейном в законе сохранения массы-энергии, который описывает тот факт, что полная масса и энергия в системе остаются постоянными.Эта поправка включает тот факт, что масса и энергия могут быть преобразованы друг в друга. Однако закон сохранения массы остается полезным понятием в химии, поскольку энергия, производимая или потребляемая в типичной химической реакции, составляет ничтожное количество массы.

Таким образом, мы можем представить себе химические реакции как перегруппировку атомов и связей, в то время как количество атомов, участвующих в реакции, остается неизменным. Это предположение позволяет нам представить химическую реакцию в виде сбалансированного уравнения, в котором количество молей любого элемента, участвующего в ней, одинаково с обеих сторон уравнения.Дополнительным полезным приложением этого закона является определение масс газообразных реагентов и продуктов. Если суммы твердых или жидких реагентов и продуктов известны, любую оставшуюся массу можно отнести к газу.

Сохранение атомов — YouTube В этом видео рассказывается, как атомы сохраняются в химической реакции.
Показать источники

Boundless проверяет и курирует высококачественный контент с открытой лицензией из Интернета. Этот конкретный ресурс использовал следующие источники:

3.7: Сохранение массы — нет новой материи

Может показаться, что горение разрушает материю, но такое же количество или масса материи все еще существует после костра, как и раньше. Посмотрите на рисунок \ (\ PageIndex {1} \) ниже. Он показывает, что когда дерево горит, оно соединяется с кислородом и превращается не только в золу, но также в углекислый газ и водяной пар. Газы уносятся в воздух, оставляя после себя только пепел. Предположим, вы измерили массу древесины до того, как она сгорела, и массу золы после того, как она сгорела.Также предположим, что вы смогли измерить кислород, используемый огнем, и газы, выделяемые огнем. Что бы вы нашли? Общая масса вещества после пожара будет равна общей массе вещества до пожара.

Закон сохранения массы

Закон сохранения массы был создан в 1789 году французским химиком Антуаном Лавуазье. Закон сохранения массы утверждает, что материя не может быть создана или разрушена в результате химической реакции. Например, когда горит древесина, масса сажи, золы и газов равна исходной массе древесного угля и кислорода, когда они впервые прореагировали.Таким образом, масса продукта равна массе реагента. Реагент — это химическая реакция двух или более элементов с образованием нового вещества, а продукт — это вещество, которое образуется в результате химической реакции (Видео \ (\ PageIndex {1} \)). Материя и соответствующая ей масса не могут быть созданы или разрушены, но могут изменить форму на другие вещества, такие как жидкости, газы и твердые тела.

Видео \ (\ PageIndex {1} \): Это красивая небольшая демонстрация, показывающая сохранение массы в действии.

Если вы станете свидетелем сгорания дотла 300-килограммового дерева, после сожжения останется только пепел, и все они вместе весят 10 кг. Это может заставить вас задуматься, куда делись остальные 290 кг. Недостающие 290 кг были выброшены в атмосферу в виде дыма, поэтому единственное, что вы можете увидеть, — это 10 кг золы. Если вы знаете закон сохранения массы, тогда вы знаете, что остальные 290 кг должны куда-то уйти, потому что они должны равняться массе дерева до того, как оно сгорело.

Пример \ (\ PageIndex {1} \)

Если отопление 10.0 граммов карбоната кальция (CaCO 3 ) дает 4,4 г диоксида углерода (CO 2 ) и 5,6 г оксида кальция (CaO), что показывает, что эти наблюдения согласуются с законом сохранения массы.

Решение

\ [\ begin {align *} \ text {Масса реагентов} & = \ text {Масса продуктов} \\ [4pt] 10.0 \, \ text {g of} \ ce {CaCO3} & = 4.4 \ , \ text {g of} \ ce {CO2} + 5.6 \, \ text {g of} \ ce {CaO} \\ [4pt] 10.0 \, \ text {g of реагент} & = 10.0 \, \ text {g of products} \ end {align *} \]

Поскольку масса реагента равна массе продуктов, наблюдения согласуются с законом сохранения массы.

Упражнение \ (\ PageIndex {1} \)

Гидроксид калия (\ (\ ce {KOH} \)) легко реагирует с диоксидом углерода (\ (\ ce {CO2} \)) с образованием карбоната калия (\ (\ ce {K2CO3} \)) и воды (\ ( \ ce {h3O} \)). Сколько граммов карбоната калия получается, если 224,4 г \ (\ ce {KOH} \) вступает в реакцию с 88?0 г \ (\ ce {CO2} \)? В результате также образуется 36,0 г воды.

Ответ
276,4 г карбоната калия

Закон также применим как к химическим, так и к физическим изменениям. Например, если у вас есть кубик льда, который плавится в жидкость, и вы нагреваете эту жидкость, она превращается в газ. Кажется, что он исчез, но все еще там.

Закон сохранения Уравнения масс реагирующих масс демонстрационный эксперимент gcse химия Расчеты gcse chemistry igcse KS4 science A level GCE AS A2 O Уровень практических вопросов упражнения

3.Закон сохранения массы
расчеты

Напоминание! Что такое химия?

Химия — это, по сути, , берущие «вещи» (
реагенты), его изменение и выделение « различных веществ » (
продукты).

В химической
изменение, атомы реагентов перегруппировываются, чтобы дать продукты.

Атомы остаются теми же элементами НО являются
расположены или скреплены иным образом
в изделиях.

В приведенном выше «уравнении изображения» просто посмотрите, как
атомы меди, углерода, кислорода, водорода и серы изменяются в своих
расположение от реагентов слева, до продуктов справа от стрелки —
с указанием направления химического изменения.

Итак, что насчет относительной массы всех продуктов?
по сравнению с общей массой исходных реагентов?

Продолжайте читать …. !!!

  • Что такое закон сохранения массы?
  • Когда элементы и соединения реагируют с образованием
    новые продукты, масса не может быть потеряна или приобретена .
  • « Закон сохранения массы »
    определение гласит, что масса дюймов не может быть создана
    или уничтожены, но преобразованы в разные формы «
    .
  • Итак, при химическом изменении общая масса реагентов должна равняться общей массе продуктов
    независимо от физического состояния реагентов и продуктов.
  • Закон сохранения массы можно также сформулировать как « нет.
    атомы могут быть потеряны или образованы в результате химической реакции
    «, поэтому
    общая масса продуктов должна равняться общей массе начатых вами реагентов.
    с участием.
  • Используя этот закон вместе с атомной массой и формульной массой, вы можете рассчитать количества реагентов и продуктов, участвующих в
    реакция и простейшая формула соединения

    • Одно следствие закона сохранения
      масса равна тому, что в уравнении сбалансированного химического символа общее количество
      относительная формула масс реагентов равна общей относительной
      формула массы продуктов.
    • Вы можете увидеть это в примерах, разработанных для
      ты …
    • … Итак, эта страница просто объясняет, как сделать простые
      расчет реакционной массы на основе уравнения реакции и применения Закона
      Сохранение массы,
    • , но сначала, по крайней мере, одним
      ясно наблюдаемый эксперимент, что Закон сохранения массы выполняется
      хорошо, даже в скромной школе или лаборатории колледжа! см. диаграмму ниже
      и читайте дальше. …
    • См. Также Раздел 5.
      который показывает, как использовать этот закон, чтобы получить
      формула тоже

… прежде чем приступить к первым расчетам, основанным на Законе Сохранения
массы, стоит описать простой эксперимент, чтобы продемонстрировать справедливость
закон. Эксперимент проиллюстрирован на диаграмме выше и представляет собой
закрытая система
, где ничто не может убежать!

Вы готовите решения
сульфата меди (синий) и гидроксида натрия (бесцветный, светло-серый в
диаграмма!).

Самый впечатляющий способ продемонстрировать это — использовать герметичную систему.
на точных электронных весах.Можно использовать 50 см 3 из 1
молярный раствор сульфата меди и вылить в коническую колбу.

Концентрированный
раствор гидроксида натрия подвешивают на веревке в подходящей емкости —
небольшая пробирка или флакон для взвешивания / проб.

Взвешивается вся партия
(фиктивно 67,25 г) с резиновой пробкой для герметизации «системы».

Тогда,
освободив пробку и струну, контейнер с гидроксидом натрия опускается в
раствор сульфата меди и осторожно встряхните, чтобы тщательно перемешать реагенты.

Реакция немедленная, выпадает темно-синий осадок гидроксида меди.
образуется, и раствор в конечном итоге становится бесцветным, потому что только бесцветный
сульфат натрия оставляют в растворе.

Зарегистрированная масса по-прежнему будет 67,25 г.
показывая, что никакая масса не была создана или разрушена в химической реакции, хотя
чтобы соблюдать закон в действии, вы должны провести эксперимент в закрытой системе
где ничто не может попасть внутрь или выйти, т.е. никакие атомы не были получены или потеряны.

Уравнение этой реакции …

сульфат меди + гидроксид натрия ==> медь
гидроксид + сульфат натрия

CuSO 4 (водн.) + 2NaOH (водн.) ===>
Cu (OH) 2 (т)
+ Na 2 SO 4 (водн.)

Примечание учителя

50 см 3 1 молярного сульфата меди = 1,0
x 50/1000 = 0,05 моль CuSO 4 , M r (NaOH) = 40, нужно 2 x
0.05 = 0,10 моль NaOH,

, что равно 0,10 x 40 = 4,0 г гранул NaOH
растворенный в минимальном объеме воды, 4,1 г должны завершить
осадки.


Вы можете провести точно такой же эксперимент, используя
тот же аппарат и процедура, что и выше, с использованием раствора нитрата свинца и калия.
йодистый раствор. Неважно, какой раствор находится в маленькой пробирке или
коническая колба.

Оба являются бесцветными растворами, НО при смешивании вы получаете
ярко-желтый осадок
йодида свинца, очевидное химическое изменение
состоялось.

И снова вы найдете общую массу в начале (без смешивания
растворов) равна общей массе в конце (включая остаточное решение и
осадок).

Химия этой демонстрации ..

нитрат свинца + йодид калия ===>
йодид свинца + нитрат калия

Pb (NO 3 ) 2 (водн.) + 2KI (водн.)
===> PbI 2 (т) + 2KNO 3 (водн.)

Примечание: (i) Здесь я включил государственные символы (aq)
означающий водный раствор (растворитель вода), и (s) для обозначения твердого вещества
образовался осадок.

(ii) Две двойки необходимы для уравновешивания уравнения:
следствие закона сохранения массы и правил балансировки
химические уравнения.

НАЧАЛО СТРАНИЦЫ


Эксперименты, в которых наблюдается изменение массы


там, где, кажется, нет сохранения массы, нам нужно объяснение!

Незавершенные реакции могут давать ложные результаты.
результатов, и если в реакции участвует реагирующий газ ИЛИ газообразный продукт
сложно провести точные измерения, чтобы подтвердить справедливость закона
сохранения массы.

Три типичных ситуации, с которыми вы столкнетесь:

(i) Если твердое вещество реагирует с газом с образованием твердого
продукт, который кажется вам набирающим массу нагрев металла на воздухе с образованием
оксида, нет прямого способа измерить массу кислорода, используемого из
воздух за пределами тигля, чтобы показать закон сохранения массы
повиновался. Вы можете напрямую измерить только массу одного из реагентов, но
не другой.

(ii) Если твердое вещество разлагается при сильном нагревании с образованием
твердое тело и газ e.грамм. разложение карбоната металла до оксида металла и
углекислый газ, нет прямого способа измерить массу углекислого газа
потеряны в воздухе за пределами тигля / пробирки, чтобы показать закон
соблюдается сохранение массы. Это означает, что вы можете измерять только непосредственно
масса одного из продуктов, а другого нет.

(iii) Если твердое вещество реагирует с кислотой с образованием газа, например
металл + кислота ==> водород или карбонат + кислота ==> углекислый газ, там
нет прямого способа измерить массу газообразных продуктов, потерянных в воздухе
вне конической колбы, чтобы показать, что закон сохранения массы
повиновался.Все, что вы можете измерить, — это масса продуктов, которые не были газами.

НО, как вы увидите, теоретических расчетов
исходя из закона сохранения массы можно обойти ситуацию!

Некоторые реакции могут включать изменение массы как
измеряется с помощью ограниченного школьного лабораторного оборудования. Однако обычно это может быть
объяснено, потому что реагент или продукт представляет собой газ, и его масса не была взята
в учетную запись.

Например: когда металл реагирует с кислородом, масса
образовавшийся оксид превышает массу металла, поэтому при нагревании
лента из магния в тигле набирает массу, потому что «невесомая»
кислород воздуха объединился с магнием с образованием оксида магния. это
Невозможно напрямую измерить массу кислорода, использованного из воздуха.

2 мг (ов) + O 2 (г) ====>
2MgO (s) Прирост массы

НО, используя закон сохранения массы , можно сделать
расчет реакционной массы из массы образовавшегося оксида магния, чтобы найти
из массы кислорода, используемого при производстве оксида магния.

Используя атомную массу: Mg = 24 и O = 16, вы можете
написать уравнение через массу …

(2 х 24) + (2 х 16) ====> 2 х (24 + 16),
обе стороны стрелки уравнения должны составлять в сумме 80, проверьте это!

При термическом разложении карбонатов металлов углерод
образуется диоксид, который улетучивается в атмосферу, оставляя оксид металла в виде
единственный твердый продукт. Опять же, невозможно напрямую измерить углерод.
диоксид выделяется из разлагающегося карбоната.Однако вы можете четко наблюдать
химическое изменение из-за изменения цвета.

карбонат меди зеленый ====> черная медь
оксид + бесцветный диоксид углерода.

CuCO 3 (т) ====> CuO (т) +
CO 2 (г) потеря массы

НО, опять же, используя закон сохранения массы, вы
может выполнить расчет реакционной массы от остаточной массы оксида до
узнать массу углекислого газа, образовавшегося при термическом разложении
карбонат e.грамм. разложение карбоната меди при нагревании с образованием твердой меди
оксид и газообразный диоксид углерода.

Используя атомные массы: Cu = 63,5, C = 12 и
O = 16, чтобы показать, что масса сохраняется, запишите уравнение в массах

{63,5 + 12 + (3 x 16)} ====> (63,5 + 16) +
{12 + (2 x 16)}, обе части уравнения в сумме дают 123,5

Когда кислота реагирует с металлом, выделяется газообразный водород.
образуется или при реакции кислоты с карбонатом образуется газообразный диоксид углерода.
газ улетучивается в воздух
. Вы можете следить за потерей массы, выполняя
реакция в колбе, помещенной на электронные весы. Вы даже можете использовать массу
потеря, чтобы увидеть, как быстро происходит реакция, например

водород из реакции металл-кислота

диоксид углерода карбонатно-кислотной реакции

иллюстрация не закрытой системы

В приведенном выше случае диоксид углерода образуется при
известняк реагирует с кислотой, образуя углекислый газ, который выходит через
ватный тампон.Остальные продукты реакции остаются в
колба. Если бы вы могли взвесить образовавшийся CO 2 , в сумме получилось бы
соблюдайте закон сохранения массы!

Если газ улетучивается в результате реакции вне замкнутого цикла
сосуда вы не можете соблюдать закон сохранения массы, НО, так как мы
иметь проверенный научный закон (сохранения массы), мы можем вычислить массу
изменения, которые мы не можем наблюдать напрямую.

Что бы ни случилось, закон сохранения
масса должна соблюдаться!

Вы должны быть в состоянии объяснить любые наблюдаемые изменения в
масса в незамкнутых системах во время химической реакции с учетом сбалансированного
символьное уравнение реакции и объясните эти изменения в терминах
модель частиц.Если вы проведете эксперимент, который даст
газ в незамкнутой системе (т.е. газ может улетучиться), вы увидите
потеря массы, НО, если бы вы могли как-то взвесить газ, вы бы обнаружили, что
общая масса реагентов и продуктов оставалась постоянной. Так что даже в
реакции, производящие газ, закон сохранения все еще остается в силе. Тоже самое
аргументы применимы к тому, когда газ является реагентом, производящим твердый продукт.


ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ, что в расчетах…

(1) уравнение символа должно быть
правильно сбалансирован, чтобы получить правильный ответ!

(2) Вы преобразовываете всю формулу в уравнения
в их формулы масс И принять во внимание любые балансовые числа, чтобы получить
истинные теоретические реагирующие массы, т.е. как отношения, позволяющие проводить расчеты.
сделано с любыми массами.

(2) Есть веские причины, почему, когда
проводить настоящую химическую подготовку-реакцию, чтобы получить вещество, которое вы не получите
100% от того, что вы рассчитываете теоретически.См. Обсуждение
% доходности


НАЧАЛО СТРАНИЦЫ

Примеры «счета атомов» для иллюстрации закона
сохранение массы

(это с моей страницы на

как уравновесить химические уравнения)

Любое правильно сбалансированное уравнение, особенно в
схематическая форма, иллюстрирует закон сохранения массы, т. е. количество
атомы для каждого элемента ДОЛЖНЫ быть одинаковыми с обеих сторон уравнения.Нет атомов
теряются или приобретаются, и атомы не изменяют свою атомную массу в реакции.

АТОМЫ в НАЧАЛЕ = АТОМЫ в КОНЦЕ (атомы
законсервировано, просто устроено иначе!) и

ОБЩАЯ МАССА РЕАКТИВОВ = ОБЩАЯ МАССА ПРОДУКЦИИ
(закон сохранения массы)

Вам также необходимо уметь читать химические формулы и
сбалансировать химические уравнения, по крайней мере понять, почему уравнение сбалансировано —
что, в конце концов, является символическим или схематическим изображением Закона
Сохранение массы.

«Закон сохранения массы» означает, что вы можете
теоретические расчеты относительных количеств реагентов и продуктов
участвует в химической реакции, если у вас есть правильные формулы и
правильно сбалансированное химическое уравнение.

Атомные массы указаны в периодической таблице по адресу
внизу страницы. Между прочим, примеры проработаны с точки зрения
атомные массы, но в реальных расчетах вы можете использовать г, кг или тонны, если только
вы используете одни и те же единицы массы для каждого задействованного значения массы.

И вы должны уметь
разработка формулы масс

Вы будете следовать аргументам в пользу более сложных
примеры, если вы уже можете сбалансировать неудобные уравнения!


Подсчет и балансировка атома
единицы массы реагента и единицы массы продукта из уравнения соотношений

Я полагаю, вы сможете поработать с
родственник
формула массы элемента или соединения.

(1) железо + сера ==>
сульфид железа


Fe + S ====> FeS

Атомные массы: Fe = 56, S = 32

Один атом каждого элемента с каждой стороны уравнения

Закон сохранения баланса массы: 56 +
32 ====> 88, (проверка расчета 56 + 32 = 88)

Важное примечание по агрегатам:

у меня нет
указаны единицы массы в этих 7 примерах, НО…

… i т
Неважно, работаете ли вы в единицах массы: г, кг или тонны!

а с
пока вы «работаете» с окончательными числами соотношения из уравнения в ЖЕ
единицы массы.

(2)
гидроксид натрия + соляная
кислота ===> хлорид натрия + вода


NaOH + HCl ====> NaCl +
H 2 O

Атомные массы: Na = 23, O = 16, H = 1, Cl = 35.5

один атом Na, один атом кислорода, два атома
водород и один атом хлора с обеих сторон уравнения

Закон сохранения баланса массы: 40+
36,5 ====> 58,5 + 18, (обе стороны равны 76,5 масс.
ед.)

Обратите внимание на нижний индекс 2 после H в воде.
означает два атома этого элемента.

(3) магний + соляная кислота
====> хлорид магния + водород


Mg +
2HCl ====> MgCl 2 + H 2

Атомные массы: Mg =
24, H = 1, Cl = 35.5

один атом Mg, 2 атома H и 2 атома
Cl в обеих частях уравнения

Закон сохранения баланса массы: {24 + (2 x (1 +
35,5)} ===> {24 + (2 x 35,5)} + (2 x 1), (обе стороны равны 97)

Обратите внимание на нижний индекс 2 после Cl в
хлорид магния или 2 после H в молекуле водорода означает два
атомы этого элемента.

2 перед HCl удваивает число
молекул соляной кислоты.

(4) метан + кислород ====>
углекислый газ + вода


CH 4 + 2O 2 ====> CO 2 + 2H 2 O

Атомные массы: C = 12, H = 1, O = 16

Один атом углерода, 4 атома водорода и четыре атома
кислорода в обеих частях уравнения

Закон сохранения баланса массы: 16 + (2 x 32)
===> 44 + (2 x 18), обе части уравнения равны 80 единицам массы

Обратите внимание на 2 перед O 2 и H 2 O
удваивает количество этих молекул, чтобы сбалансировать уравнение.

Нижний индекс 4 в метане означает 4 атома
водорода в молекуле метана.

(5) карбонат меди + серная кислота
===> медный купорос + вода + углекислый газ


CuCO 3 +
H 2 SO 4 ====> CuSO 4 + H 2 O
+ CO 2

Атомные массы: Cu = 63.5, C = 12, O = 16,
H = 1, S = 32

Закон сохранения баланса массы: один атом
меди, один атом углерода, один атом серы и семь атомов кислорода на
обе стороны уравнения, нет потерянных или приобретенных атомов, без потери или увеличения массы!

Закон сохранения баланса массы: я предполагаю, что вы
к настоящему моменту может рассчитать формулу массы.

(123,5) + (98) ====> (159,5) + (18) + (44),
обе части уравнения равны 221.Всего 5 единиц массы

Напоминания о чтении формулы:

Формула H 2 SO 4 означает 2 атома
H, 1 атом S и 4 атома O

Формула CuCO 3 означает 1 атом Cu, 1
атом C и 3 атома О.

(6) гидроксид магния + азотная кислота ====>
нитрат магния + вода


Мг (ОН) 2
+ 2HNO 3 ====> Mg (NO 3 ) 2 + 2H 2 O

Атомные массы: Mg = 24, O = 16, H = 1.N = 14

Закон сохранения баланса массы: 1 атом Mg, 8
атомов O, 4 атома H и 2 атома N по обе стороны уравнения, нет
потеря или приобретение атомов, потеря или приобретение массы!

Решите этот вопрос сами, используя формулу
массы для практики.

Обратите внимание, что здесь нижний индекс 2 после (NO 3 )
в нитрате магния означает, что все в скобках удвоено.

(7) оксид алюминия + серная кислота
====> сульфат алюминия + вода


Al 2 O 3 + 3H 2 SO 4
====> Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 O

Атомные массы: Al = 27, O = 16, H = 1, S = 32

Закон сохранения баланса массы: 2 атома Al, 15
атомов O, 6 атомов H и 3 атомов S по обе стороны уравнения, нет
потеря или приобретение атомов, потеря или приобретение массы!

Решите этот вопрос сами, используя формулу
массы для практики.

НАЧАЛО СТРАНИЦЫ


Примеры использования «Закона сохранения массы» в
расчет реактивной массы.

Путем преобразования атомов или формул в атомные массы или
формула / молекулярные массы, вы можете затем использовать закон сохранения массы, чтобы
расчет реактивной массы. (Больше реагирующей массы
расчеты в разделе 6.)

  • Закон сохранения массы
    Расчет Пример 3.1

    • Магний + кислород ==> оксид магния
    • 2 мг + O 2
      ==> 2MgO (требуемые атомные массы: Mg = 24 и O = 16)
    • воспринимайте ==> как знак =, поэтому массовые изменения в реакции равны:
    • (2 х 24) + (2 х 16) = 2 х (24 + 16)
    • 48 + 32 = 2 x 40 = 80, поэтому 80 единиц массы
      реагенты = производство 80 единиц массы продукции.

      • Затем вы можете указать такие вещи, как..
        • 48 г Mg дает избыток кислорода, 80 г MgO
        • или 24 тонны Mg дает 40 тонн MgO
      • Можно работать с любой массой
        единицы, такие как г, кг или тонна (1 тонна = 1000 кг), если вы используете те же
        единиц для всех вовлеченных масс.
      • Вы просто «работаете»
        уравнение в единицах массы, но с учетом
        уравновешивающие числа в символьном уравнении.
  • Закон сохранения массы
    Пример расчета 3.2

    • натрий + хлор ===> натрий
      хлорид
    • 2Na + Cl 2
      ===> 2NaCl

      (требуются атомные массы: Na = 23 и
      Cl = 35,5)
    • Если сжигается избыток натрия в 23 г
      газообразный хлор, теоретически какая масса хлорида натрия
      произведено?
    • Уравнение в единицах массы…
    • (2 х 23) + (2 х 35,5) ==> 2 (23 +35,5) =
      (2 х 58,5)
    • 46 + 71 = 117
    • поэтому делим на два: 23 + 35,5
      ==> 58,5
    • So 58,5 г натрия хлорида
      сформирован.
    • Когда вы наберетесь опыта, вы сможете просто
      выберите требуемое соотношение масс по формуле
    • например, 1 Na ==> 1 NaCl, что дает
      рабочее соотношение 23: 58,5
  • Закон сохранения массы
    Расчет Пример 3.3
  • Закон сохранения массы
    Пример расчета 3.4

    • железо +
      сера ==> сульфид железа (см. диаграмму вверху
      страницу!)
    • Fe + S ==> FeS (атомарный
      массы: Fe = 56, S = 32)
    • Если 59 г железа нагреть с
      32 г серы с образованием сульфида железа, сколько железа осталось непрореагировавшим?
      (при условии, что вся сера прореагировала)
    • Из атомных масс 56 г
      Fe объединяется с 32 г S с образованием 88 г FeS.
    • Это означает 59 — 56 = 3 г Fe
      не прореагировал.
    • Это пример «ограничивающего реагента».
      расчет — где реагент НЕ в избытке ограничивает максимум
      количество товара.
    • Подробнее
      на
      как
      нужно много реагента? ограничивающий реагент
  • Закон сохранения массы
    Расчет Пример 3.5

    • Когда известняк (карбонат кальция) сильно нагревается, он подвергается
      термическое разложение с образованием извести (оксида кальция) и углекислого газа.
    • CaCO 3
      ==>
      CaO + CO 2
      (относительные атомные массы: Ca = 40, C = 12 и O = 16)
    • Рассчитайте массу оксида кальция и массу диоксида углерода, образовавшегося при разложении 50 тонн карбоната кальция.
    • {40 + 12 + (3 x 16)}
      ===>
      (40 + 16) + {12 + (2 x 16)}
    • 100 ==>
      56 + 44
    • с уменьшением в раз
      два
    • дает
    • 50 ==>
      28 + 22
    • , поэтому разложение 50 тонн известняка дает
      28 тонн извести и 22 тонны углекислого газа газа.
  • Для более сложных примеров и
    больше практики расчетов на основе реагирующих масс в соответствии с
    с Законом Сохранения
    Масса
  • См.

    Расчет соотношения реагирующих масс реагентов
    и продукты из
    уравнения (НЕ с использованием молей)

  • Тест для самооценки
    о «Законе сохранения массы» и простых вычислениях реагирующей массы

    Викторина по закону сохранения массы и
    простой расчет реактивной массы


    перекрестное умножение — видимо, по мнению математических факультетов, непослушный способ »
    решить соотношения!

    Когда я был учеником в конце 1950-х — (очень) начале 1960-х, меня учили решать отношения путем перекрестного умножения.
    обучение!

    Предположим, у вас есть ситуация соотношения A: B и
    C: D как в
    отвечая на вопросы о соотношении масс на этой странице.

    Вы также можете выразить эти отношения как

    Следовательно, по логике, умножая вас
    получаем A x D = B x C

    и переставляя, как в простой алгебре, вы
    получить следующие отношения, разделив соответственно на A, B, C или D

    A = B x C / D , B = A
    x D / C
    , C = A x D / B и D = B x C / A

    и если вы мне не верите, просто положите немного
    числа в e.g 2: 5 для A: B и 6:15 для C: D

    2/5 = 6/15 и 2 x 15 = 5 x 6

    Я считаю, что это самый быстрый общий путь к
    решение двух соотношений, которые совпадают, но это не одобряется!

    Фактически это то же самое, что и описанные методы.
    выше, лично я просто нахожу быстрее!


    Выше представлена ​​типичная таблица Менделеева, используемая в спецификациях по науке и химии GCSE в
    выполнение реактивной массы и сохранение массовых химических расчетов,

    и я «обычно» использовал эти значения в своих расчетах на примере, чтобы охватить большинство
    учебные программы



    ДРУГИЕ РАСЧЕТНЫЕ СТРАНИЦЫ

    1. Что такое относительная атомная масса ?,
      относительная изотопная масса и расчет относительной атомной массы

    2. Расчет относительной
      формула / молекулярная масса соединения или молекулы элемента

    3. Закон сохранения массы и простые вычисления реагирующей массы
      (эта страница)

    4. Состав по процентной массе элементов
      в комплексе

    5. Эмпирическая формула и формула массы соединения из реагирующих масс
      (легкий старт, без родинок)

    6. Расчет соотношения реагирующих масс реагентов и продуктов
      из уравнений
      (Не используется
      моль) и краткое упоминание фактического процентного выхода и теоретического выхода,
      атомная экономика
      и определение массы по формуле

    7. Введение в моли: связь между молями, массой и формульной массой — основа расчета молярных соотношений реагирующих веществ.
      (относящиеся к реагирующим массам и формуле
      масса)

    8. С использованием
      моль, чтобы вычислить эмпирическую формулу и вывести молекулярную формулу соединения / молекулы
      (исходя из реагирующих масс или% состава)

    9. Моли и молярный объем газа, закон Авогадро

    10. Объем реагирующего газа
      отношения, закон Авогадро
      и закон Гей-Люссака (соотношение газообразных
      реагенты-продукты)

    11. Молярность, объемы и раствор
      концентрации (и схемы аппаратов)

    12. Как сделать кислотно-щелочной
      расчеты титрования, схемы аппаратов, подробности процедур

    13. Расчет продуктов электролиза (отрицательный катод и положительный анод)

    14. Прочие расчеты
      е.грамм. % чистоты,% процентного содержания и теоретический выход, разбавление растворов
      (и схемы аппаратов), кристаллизационная вода, количество реагентов
      требуется, атом эконом

    15. Передача энергии при физических / химических изменениях,
      экзотермические / эндотермические реакции

    16. Расчеты по газу с учетом отношений PVT,
      Лоуз Бойля и Чарльза

    17. Расчеты радиоактивности и периода полураспада, включая
      материалы для датирования


    Викторина по закону сохранения массы и
    простой расчет реактивной массы


    Закон сохранения массы
    расчеты по химии Редакция KS4 Наука Закон сохранения массы
    расчеты по химии Дополнительные
    Тройная награда в области естественных наук.
    Сохранение массовых вычислений в редакции учебника химии
    GCSE / IGCSE / O уровень Химия Закон сохранения массы расчеты в
    Информационные заметки по химии для пересмотра для AQA GCSE
    Научный закон сохранения массы, расчеты по химии, Edexcel GCSE Science / IGCSE Chemistry
    Вычисления по закону сохранения массы в химии и OCR 21st Century Science, OCR Gateway
    Научный закон сохранения массы расчеты в химии WJEC gcse science chemistry
    Расчет закона сохранения массы в химии CEA / CEA gcse science chemistry O
    Уровень химии (пересмотреть курсы, равные 8 классу США, 9 класс 10 классу Закона
    Сохранение массовых расчетов в химии) Уровень
    Примечания к пересмотру Закона сохранения массы расширенного вспомогательного уровня GCE
    расчеты по химии AS Продвинутый уровень A2 IB Пересмотр закона сохранения
    массовых расчетов в химии
    AQA GCE Chemistry OCR GCE Химия Закон сохранения массы Расчеты в
    химия Edexcel GCE Chemistry Salters Химия Закон сохранения массы
    расчеты по химии CIE
    Химия. Закон сохранения массы. Расчеты в химии, WJEC GCE AS A2 Chemistry.
    Расчеты по закону сохранения массы в химии, CCEA / CEA GCE AS A2 Chemistry revision
    Закон сохранения массы вычислений в курсах химии для довузовской подготовки
    учащиеся (равные 11 и 12 классам США и AP Honors / Honors level Law of
    Сохранение массовых вычислений в химии. Руководство по пересмотру gcse Chemistry Revision
    бесплатные подробные заметки о том, как использовать закон сохранения
    масса, чтобы помочь пересмотреть химию igcse
    Заметки о пересмотре химии igcse о том, как использовать закон
    сохранение химии массового уровня O
    бесплатные подробные заметки о том, как использовать закон
    сохранение массы, чтобы помочь пересмотреть gcse
    бесплатные подробные заметки о том, как использовать закон
    сохранение массы, чтобы помочь пересмотреть уровень O
    бесплатный онлайн-сайт по химии, чтобы помочь пересмотреть, как использовать
    закон сохранения массы для gcse
    бесплатный веб-сайт по химии, чтобы помочь пересмотреть, как
    использовать закон сохранения массы для
    Бесплатный онлайн-сайт по химии igcse, который поможет пересмотреть уровень O
    как использовать закон сохранения массовой химии как добиться успеха в вопросах
    как использовать закон сохранения массы для gcse
    химия как добиться успеха в igcse химия как добиться успеха
    по химии уровня O хороший сайт для бесплатных вопросов по
    как использовать закон сохранения массы, чтобы помочь сдать вопросы gcse по химии
    как пользоваться законом сохранения массы хорошо
    сайт бесплатно помогите пройти igcse химия с доработкой
    заметки о том, как пользоваться законом сохранения массы хороший сайт бесплатно поможет пройти O level
    химия

  • Закон сохранения массы: определение, формула, история (с примерами)

    Обновлено 22 декабря 2020 г.

    Автор: Кевин Бек

    Один из великих определяющих принципов физики состоит в том, что многие из ее важнейших свойств непоколебимо подчиняются важному принципу: при легко определяемых условиях они сохраняются , что означает, что общее количество этих количеств, содержащихся в выбранной вами системе, никогда не изменяется.

    Четыре общие величины в физике характеризуются применимыми к ним законами сохранения. Это энергия , импульс , угловой момент и масса . Первые три из них являются величинами, часто специфичными для задач механики, но масса универсальна, и открытие — или, так сказать, демонстрация — того, что масса сохраняется, одновременно подтверждая некоторые давние подозрения в мире науки, было жизненно важным для доказательства. .

    Закон сохранения массы

    Закон сохранения массы гласит, что в закрытой системе (включая всю вселенную) масса не может быть ни создана, ни уничтожена химическими веществами. или физические изменения.Другими словами, общая масса всегда сохраняется . Дерзкий изречение «Что входит, должно выходить!» кажется буквальным научным трюизмом, поскольку никогда не было доказано, что ничто просто не исчезает без каких-либо физических следов.

    Все компоненты всех молекул в каждой клетке кожи, которую вы когда-либо сбрасывали, с их атомами кислорода, водорода, азота, серы и углерода, все еще существуют. Точно так же, как загадочное научно-фантастическое шоу «Секретные материалы » заявляет об истине, вся масса, которая когда-либо существовала, «находится там где-то

    Его можно было бы вместо этого назвать» законом сохранения материи «, потому что в отсутствие гравитации в особо» массивных «объектах нет ничего особенного в мире; подробнее об этом важном различии следует ниже, поскольку его значимость трудно переоценить.

    История закона сохранения массы

    Открытие закона сохранения массы было сделано в 1789 году французским ученым Антуаном Лавуазье; другие выдвигали эту идею раньше, но Лавуазье был первым, кто это доказал.

    В то время преобладающее мнение химии об атомной теории все еще исходило от древних греков, и благодаря более поздним идеям считалось, что что-то внутри огня (« флогистон ») на самом деле было веществом. . По мнению ученых, это объясняет, почему куча пепла легче того, что было сожжено для образования пепла.

    Лавуазье нагрел оксид ртути и отметил, что количество уменьшенного веса химического вещества было равно весу газообразного кислорода, высвободившегося в химической реакции.

    Прежде чем химики смогли объяснить массу вещей, которые было трудно отслеживать, таких как водяной пар и следовые газы, они не могли адекватно проверить какие-либо принципы сохранения материи, даже если они подозревали, что такие законы действительно действуют.

    В любом случае это привело Лавуазье к утверждению, что материя должна сохраняться в химических реакциях, что означает, что общее количество вещества на каждой стороне химического уравнения одинаково. Это означает, что общее количество атомов (но не обязательно общее количество молекул) в реагентах должно равняться количеству в продуктах, независимо от природы химического изменения.

    • « Масса продуктов в химических уравнениях равна массе реагентов » является основой стехиометрии или процесса учета, с помощью которого химические реакции и уравнения математически уравновешиваются как по массе, так и по массе. количество атомов с каждой стороны.

    Обзор сохранения массы

    Одна из трудностей, с которыми люди могут столкнуться с законом сохранения массы, заключается в том, что пределы ваших чувств делают некоторые аспекты закона менее интуитивными.

    Например, когда вы съедите фунт еды и выпьете фунт жидкости, вы можете весить столько же шесть или около того часов спустя, даже если не пойдете в туалет. Отчасти это связано с тем, что соединения углерода в пище превращаются в углекислый газ (CO 2 ) и постепенно выдыхаются в виде пара (обычно невидимого) при дыхании.

    По своей сути, как химическая концепция, закон сохранения массы является неотъемлемой частью понимания физической науки, включая физику. Например, в задаче об импульсе о столкновении мы можем предположить, что полная масса в системе не изменилась с той, которая была до столкновения, до чего-то другого после столкновения, потому что масса, такая как импульс и энергия, сохраняется.

    Что еще «сохраняется» в физических науках?

    Закон сохранения энергии гласит, что полная энергия изолированной системы никогда не изменяется, и это можно выразить разными способами. Один из них — KE (кинетическая энергия) + PE (потенциальная энергия) + внутренняя энергия (IE) = константа. Этот закон следует из первого закона термодинамики и гарантирует, что энергия, как и масса, не может быть создана или уничтожена.

    • Сумма KE и PE называется механической энергией, и является постоянной в системах, в которых действуют только консервативные силы (то есть, когда энергия не «растрачивается» в виде потерь на трение или тепла).

    Импульс (m v ) и угловой момент ( L = m vr ) также сохраняются в физике, и соответствующие законы во многом определяют поведения частиц в классической аналитической механике.

    Закон сохранения массы: пример

    При нагревании карбоната кальция, или CaCO 3 , образуется соединение кальция с выделением загадочного газа. Допустим, у вас есть 1 кг (1000 г) CaCO 3 , и вы обнаруживаете, что при нагревании остается 560 граммов соединения кальция.

    Каков вероятный состав оставшегося химического вещества кальция и какое соединение образовалось в виде газа?

    Во-первых, поскольку это, по сути, химическая проблема, вам нужно обратиться к периодической таблице элементов (см. Пример в разделе Ресурсы).

    Вам говорят, что у вас есть начальные 1000 г CaCO 3 . Из молекулярных масс составляющих атомов в таблице вы видите, что Ca = 40 г / моль, C = 12 г / моль и O = 16 г / моль, что делает молекулярную массу карбоната кальция в целом 100 г / моль. моль (помните, что в CaCO 3 есть три атома кислорода).Однако у вас есть 1000 г CaCO 3 , что составляет 10 моль вещества.

    В этом примере кальций содержит 10 молей атомов Са; Поскольку каждый атом Ca составляет 40 г / моль, у вас есть 400 г Ca, которые, как вы можете смело предположить, остались после нагревания CaCO 3 . В этом примере оставшиеся 160 г (560-400) соединения после нагревания представляют 10 моль атомов кислорода. Это должно оставить 440 г массы в виде выделенного газа.

    Уравнение должно иметь вид

    10 \ text {CaCO} _3 \ implies10 \ text {CaO} + \ text {?}

    и знак «?» газ должен содержать углерод и кислород в некоторой комбинации; в нем должно быть 20 молей атомов кислорода — у вас уже есть 10 молей атомов кислорода слева от знака + — и, следовательно, 10 молей атомов углерода.Знак «?» это CO 2. (В современном научном мире вы слышали о двуокиси углерода, что делает эту проблему чем-то вроде тривиального упражнения. Но вспомните время, когда даже ученые даже не знали, что находится в «воздухе».)

    Эйнштейн и уравнение массы-энергии

    Студенты-физики могут быть сбиты с толку знаменитым уравнением сохранения массы-энергии E = mc 2 , постулированным Альбертом Эйнштейном в начале 1900-х гг. если это противоречит закону сохранения массы (или энергии), поскольку это, кажется, подразумевает, что масса может быть преобразована в энергию и наоборот.

    Ни один закон не нарушен; вместо этого закон утверждает, что масса и энергия на самом деле являются разными формами одного и того же.

    Это все равно что измерять их в разных единицах измерения в зависимости от ситуации.

    Масса, энергия и вес в реальном мире

    Возможно, вы не можете не подсознательно приравнять массу к весу по причинам, описанным выше: масса — это вес только тогда, когда сила тяжести находится в смеси, но когда, по вашему опыту, это сила , а не (когда вы на Земле, а не в камере с невесомостью)?

    Таким образом, трудно представить материю как нечто такое, как энергия сама по себе, которая подчиняется определенным фундаментальным законам и принципам.

    Кроме того, как энергия может менять форму между кинетическим, потенциальным, электрическим, тепловым и другими типами, так и материя делает то же самое, хотя различные формы материи называются состояниями : твердое тело, газ, жидкость и плазма.

    Если вы сможете отфильтровать то, как ваши собственные органы чувств воспринимают различия в этих величинах, вы сможете понять, что реальных различий в физике немного.

    Возможность связать основные концепции вместе в «точных науках» может сначала показаться трудной задачей, но в конце концов это всегда увлекательно и полезно.

    Как решить проблемы с законом сохранения массы

    Закон сохранения массы произвел революцию в изучении химии и является одним из ее важнейших принципов. Хотя его открыли несколько исследователей, его формулировку чаще всего приписывают французскому ученому Антуану Лавуазье и иногда называют его именем. Закон прост: атомы в закрытой системе нельзя ни создать, ни уничтожить. В реакции или серии реакций общая масса реагентов должна равняться общей массе продуктов.Что касается массы, стрелка в уравнении реакции становится знаком равенства, что очень помогает, когда дело доходит до отслеживания количества соединений в сложной реакции.

    TL; DR (слишком долго; не читал)

    Балансировка химических уравнений учитывает, что обе части уравнения должны содержать одинаковое количество атомов каждого элемента, поэтому это один из способов решения проблемы сохранения массы. Вы также можете использовать сохранение массы, чтобы определить массы растворенных веществ в растворе.

    Замкнутая система

    Неважно, что может войти в закрытую систему или выйти из нее, но энергия может проходить свободно. Температура внутри закрытой системы может изменяться, и закрытая система может облучаться рентгеновскими лучами или микроволнами. Вам не нужно учитывать энергию, выделяемую во время экзотермической реакции или поглощаемую во время эндотермической реакции, при измерении массы до и после реакции. Некоторые соединения могут изменять состояние, а некоторые газы могут образовываться из твердых тел и жидкостей, но единственным важным параметром является общая масса всех задействованных соединений.Он должен оставаться прежним.

    Горящее бревно

    Тот факт, что бревно весит меньше после сгорания, было чем-то вроде загадки, пока ученые не поняли принцип сохранения массы. Поскольку масса не может быть потеряна, она должна трансформироваться в другую форму, и вот что происходит. Во время горения древесина соединяется с кислородом, образуя древесный уголь и сажу, а также выделяются такие газы, как двуокись углерода и окись углерода. Вы можете рассчитать общую массу этих газов, взвесив бревно перед сжиганием и твердые углеродные продукты, оставшиеся после тушения пожара.Разница в этих весах должна равняться общему весу газов, поднимающихся по дымоходу. Это основная идея решения всех проблем сохранения массы.

    Уравновешивание химических уравнений

    Сбалансированное химическое уравнение — это уравнение, которое демонстрирует, что атомы, как и масса в целом, не создаются и не разрушаются во время реакции, описываемой уравнением. Уравновешивание уравнения реакции — один из способов решения проблемы сохранения массы. Для этого вы понимаете, что обе части уравнения содержат одинаковое количество атомов каждого элемента, участвующего в реакции.

    Например, несбалансированное уравнение образования ржавчины, которое представляет собой комбинацию железа с кислородом для образования оксида железа, выглядит следующим образом:

    Это уравнение не сбалансировано, поскольку две стороны содержат разное количество атомов железа и кислорода. Чтобы сбалансировать это, умножьте каждый из реагентов и продуктов на коэффициент, который дает одинаковое количество атомов каждого элемента с обеих сторон:

    Обратите внимание, что количество атомов в соединении, представленное нижними индексами в химической формуле, никогда не меняется.Вы можете сбалансировать уравнение только путем изменения коэффициентов.

    Растворы и растворы

    Чтобы решить проблему сохранения массы, необязательно знать химическое уравнение реакции. Например, если вы растворяете два или более соединения в воде, вы знаете, что массы ингредиентов должны равняться общей массе раствора. В качестве примера того, как это может быть полезно, рассмотрим ученика, который взвешивает определенные веса двух соединений, чтобы добавить их к известному количеству воды, а затем проливает небольшое количество одного из соединений, перенося его в раствор.Взвесив окончательный раствор, ученик может точно определить, сколько соединения было потеряно.

    Сохранение массы в химических реакциях

    Если определенные реагенты объединяются с образованием известных продуктов и известно сбалансированное уравнение реакции, можно вычислить недостающую массу одного из реагентов или продуктов, если известны все остальные. Например, четыреххлористый углерод и бром объединяются с образованием дибромдихлорметана и газообразного хлора. Сбалансированное уравнение этой реакции:

    CCl 4 + Br 2 -> CBr 2 Cl 2 + Cl2

    Если вы знаете массы каждого из реагентов и можете измерить массу одного из продуктов можно рассчитать массу другого продукта.Точно так же, если вы измеряете массы продуктов и одного из реагентов, вы сразу же узнаете массу другого реагента.

    Пример

    Учащийся объединяет 154 грамма четыреххлористого углерода и неизвестное количество брома в запечатанном контейнере, чтобы получить 243 грамма дибромдихлорметана и 71 грамм хлора. Сколько хлора было использовано в реакции, если исходные вещества были полностью использованы u__p?

    Поскольку масса сохраняется, мы можем установить равенство, в котором x представляет неизвестное количество брома:

    x = масса брома, израсходованного в реакции = 150 граммов

    Закон сохранения вещества | Заявление и примеры

    Закон сохранения материи в специальной теории относительности

    В начале ХХ века понятие массы претерпело радикальный пересмотр.Масса потеряла свою абсолютность . Один из поразительных результатов теории относительности Эйнштейна состоит в том, что масса и энергия эквивалентны и преобразуются друг в друга. Эквивалентность массы и энергии описывается знаменитой формулой Эйнштейна E = mc 2 . Другими словами, энергии равняется массе , умноженной на скорости света в квадрате . Поскольку скорость света — это очень большое число, формула подразумевает, что любое небольшое количество вещества содержит очень большое количество энергии.Было замечено, что масса объекта эквивалентна энергии, может быть взаимопревращаемой с энергией и значительно увеличивается при чрезвычайно высоких скоростях, близких к скорости света. Под общей энергией объекта понималась его масса покоя , а также его увеличение массы на , вызванное увеличением на кинетической энергии .

    В специальной теории относительности определенные типы материи могут быть созданы или разрушены , но во всех этих процессах масса и энергия, связанные с такой материей , остаются неизменными в количестве .Было обнаружено, что масса покоя атомного ядра заметно меньше, чем сумма масс покоя составляющих его протонов, нейтронов и электронов . Масса больше не считалась неизменной в закрытой системе. Разница — это мера энергии связи ядра, которая удерживает ядро ​​вместе. Согласно соотношению Эйнштейна ( E = mc 2 ) эта энергия связи пропорциональна этой разнице масс и известна как дефект массы .

    Пример: Дефект массы 63Cu

    Рассчитайте дефект массы ядра 63 Cu , если фактическая масса 63 Cu в основном ядерном состоянии составляет 62, ед.

    63 Ядро Cu состоит из 29 протонов и также имеет (63 — 29) 34 нейтрона.

    Масса протона 1,00728 ед. , а нейтрона 1,00867 ед. .

    Общая масса: 29 протонов x (1,00728 ед / протон) + 34 нейтрона x (1.00867 ед / нейтрон) = 63,50590 ед

    Дефект массы составляет Δm = 63,50590 u — 62, u = 0,59223 u

    Преобразует дефект массы в энергию (энергию связи ядра).

    (0,59223 ед / ядро) x (1,6606 x 10 -27 кг / ед) = 9,8346 x 10 -28 кг / ядро ​​

    ΔE = Δmc 2

    ΔE = (9,8346 x 10 -28 кг / ядро) x (2,9979 x 10 8 м / с) 2 = 8.8387 x 10 -11 Дж / ядро ​​

    Энергия, вычисленная в предыдущем примере, равна энергии связи ядра . Однако энергия связи ядра может быть выражена в кДж / моль (для лучшего понимания).

    Рассчитайте ядерную энергию связи 1 моля 63 Cu:

    (8,8387 x 10 -11 Дж / ядро) x (1 кДж / 1000 Дж) x (6,022 x 10 23 ядер / моль) = 5,3227 x 10 10 кДж / моль ядер.

    Один моль 63 Cu (~ 63 грамма) связан с ядерной энергией связи (5.3227 x 10 10 кДж / моль), что эквивалентно:

    • 14,8 миллионов киловатт-часов (≈ 15 ГВт · ч)
    • 336 100 галлонов США автомобильного бензина

    Пример: Дефект массы активной зоны реактора

    Рассчитайте дефект массы активной зоны реактора 3000 МВт после одного года эксплуатации.

    Известно, что средняя извлекаемая энергия на одно деление составляет около 200 МэВ , т.е. полная энергия за вычетом энергии излучаемых антинейтрино.

    Скорость реакции на всю 3000 МВт th Активная зона реактора составляет около 9,33 × 10 19 делений в секунду .

    Общее выделение энергии в джоулях составляет:

    200 × 10 6 (эВ) x 1,602 × 10 -19 (Дж / эВ) x 9,33 × 10 19 -1 ) x 31,5 × 10 6 (секунд в году) = 9,4 × 10 16 Дж / год

    Дефект массы рассчитывается как:

    Δm = ΔE / c 2

    Δm = 9.4 × 10 16 / (2,9979 x 10 8 ) 2 = 1,046 кг

    Это означает, что в активной зоне типичного реактора мощностью 3000 МВт и около 1 килограмма вещества превращается в чистую энергию.

    Обратите внимание, что типичная годовая загрузка урана для активной зоны реактора 3000 МВт тепл. составляет около 20 тонн обогащенного урана (т.е. около 22,7 тонны UO 2 ). Вся активная зона реактора может содержать около 80 тонн обогащенного урана.

    Дефект массы непосредственно из E = mc

    2

    Дефект массы можно рассчитать непосредственно из соотношения Эйнштейна ( E = mc 2 ) как:

    Δm = ΔE / c 2

    Δm = 3000 × 10 6 (W = Дж / с) x 31,5 × 10 6 (секунды в году) / (2,9979 x 10 8 ) 2 = 1,051 кг

    Кривая энергии связи ядра.
    Источник: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu

    Во время ядерного расщепления или ядерного синтеза некоторая часть массы ядра преобразуется в огромное количество энергии, и, таким образом, эта масса удаляется из общей массы исходные частицы, а масса в получившемся ядре отсутствует. Энергии связи ядер огромны, они порядка миллиона раз больше, чем энергии связи электронов атомов.

    Обычно и в химических и ядерных реакциях происходит некоторое преобразование между массой покоя и энергией, так что продукты обычно имеют меньшую или большую массу, чем реагенты. Следовательно, новый принцип сохранения — сохранение массы-энергии .

    См. Также: Энергия, выделяемая при делении

    Материя — создание антиматерии

    Материя — антиматерия создание происходит естественным образом в высокоэнергетических процессах с участием космических лучей, а также в экспериментах с высокими энергиями на ускорителях на Земле.Космические лучи высокой энергии, воздействующие на атмосферу Земли (или любое другое вещество в Солнечной системе), производят мизерные количества античастиц в образующихся струях частиц, которые немедленно уничтожаются при контакте с близлежащим веществом. Присутствие образовавшегося антивещества обнаруживается двумя гамма-лучами (с энергией 511 кэВ), возникающими каждый раз, когда позитроны аннигилируют с соседним веществом.

    Создание антивещества также очень распространено в ядерном распаде многих изотопов. Допустим, распад калия -40 .Встречающийся в природе калий состоит из трех изотопов, из которых 40 К является радиоактивным . Следы 40 K обнаружены во всем калии, и это самый распространенный радиоизотоп в человеческом теле . 40 K представляет собой радиоактивный изотоп калия, который имеет очень длительный период полураспада 1,251 × 10 9 лет и претерпевает оба типа бета-распада .

    • Примерно 89,28% времени (10,72% приходится на захват электронов) он распадается до кальция-40 ( 40 Ca) с испусканием бета-частицы , электрон) с максимальной энергией. из 1.33 МэВ и антинейтрино , которое является античастицей к нейтрино.
    • Очень редко (0,001% времени) он распадется до 40 Ar, испуская позитрон (β +) и нейтрино.

    Другой очень интересный источник антивещества — это ядерный реактор . Ядерные реакторы являются основным источником антинейтрино, генерируемых человеком. Это связано с тем, что антинейтрино образуются при отрицательном бета-распаде.В ядерном реакторе особенно происходит распад β , потому что общей чертой осколков деления является избыток нейтронов. Обратите внимание, что миллиарды солнечных нейтрино в секунду проходят (в основном без какого-либо взаимодействия) через каждый квадратный сантиметр (~ 6 × 10 10 ) на поверхности Земли, и излучение антинейтрино никоим образом не опасно.

    Наконец, дело в том, что антивещество на намного больше обычного , чем может показаться.

    В январе 2011 года исследования Американского астрономического общества обнаружили антиматерии (позитронов) , возникающих над грозовыми облаками .Предполагается, что эти позитроны образуются в земных гамма-вспышках (TGF). Эти позитроны образуются в гамма-вспышках, создаваемых электронами, ускоренными сильными электрическими полями в облаках. TGF — это короткие всплески, возникающие во время грозы и связанные с молнией. Потоки позитронов и электронов сталкиваются выше в атмосфере, чтобы произвести больше гамма-лучей. Ежедневно во всем мире может происходить около 500 TGF, но в большинстве случаев они остаются незамеченными.

    См. Также: Производство электрон-позитронных пар

    См. Также: Реактор как источник антинейтрино

    Материя — аннигиляция антиматерии

    Когда позитрон (частица антивещества) приходит в состояние покоя, он взаимодействует с электроном, что приводит к аннигиляции обеих частиц и полному преобразованию их массы покоя в чистую энергию в виде двух противоположно направленных 0.Фотоны с энергией 511 МэВ.

    Как было написано, частица и ее античастица имеют одинаковую массу, но противоположный электрический заряд и другие различия в квантовых числах. Это означает, что протон имеет положительный заряд, а антипротон — отрицательный, и поэтому они притягиваются друг к другу. Известно, что столкновение любой частицы с ее партнером-античастицей приводит к их взаимной аннигиляции . Поскольку вещество и антивещество несут огромное количество энергии (из-за E = mc 2 ), их взаимная аннигиляция связана с образованием интенсивных фотонов (гамма-лучей), нейтрино и иногда менее массивных частиц — пары античастиц.

    Одним из наиболее известных процессов является аннигиляция электронов и позитронов . Электрон-позитронная аннигиляция происходит, когда отрицательно заряженный электрон и положительно заряженный позитрон сталкиваются. Когда низкоэнергетический электрон аннигилирует низкоэнергетический позитрон (античастица электрона), они могут произвести только два или более фотонов (гамма-лучи). Производство только одного фотона запрещено из-за сохранения количества движения и полной энергии. Производство другой частицы также запрещено, потому что обе частицы (электрон-позитрон) вместе не несут достаточную массу-энергию для производства более тяжелых частиц.Когда электрон и позитрон сталкиваются, они аннигилируют, что приводит к полному преобразованию их массы покоя в чистую энергию (согласно формуле E = mc 2 ) в виде двух противоположно направленных гамма-лучей (фотонов) с энергией 0,511 МэВ.

    e + e + → γ + γ (2x 0,511 МэВ)

    Этот процесс должен удовлетворять ряду законов сохранения, в том числе:

    • Сохранение электрического заряда. Чистая плата до и после равна нулю.
    • Сохранение количества движения и полной энергии. Т
    • Сохранение момента количества движения.

    Закон сохранения вещества в гидродинамике

    Масса не может быть ни создана, ни уничтожена.

    Уравнение непрерывности — определение

    Этот принцип широко известен как принцип сохранения материи и утверждает, что масса объекта или совокупности объектов никогда не меняется со временем, независимо от того, как составные части перестраиваются.Этот принцип может быть использован при анализе текущих жидкостей . Сохранение массы в гидродинамике утверждает, что все массовые расходы в контрольный объем равны всем массовым расходам на выходе контрольного объема плюс скорость изменения массы в контрольном объеме. Этот принцип математически выражается следующим уравнением:

    дюйм = ṁ из + ∆m ∆t

    Ввод массы в единицу времени = Уход массы в единицу времени + Увеличение массы в контрольном объеме в единицу времени

    Пример расходов в реакторе.Это иллюстративный пример, данные не отражают конструкцию реактора.

    Это уравнение описывает нестационарный поток . Нестационарный поток относится к состоянию, при котором свойства жидкости в любой отдельной точке системы могут изменяться с течением времени. Устойчивый поток относится к состоянию, при котором свойства текучей среды (температура , давление и скорость ) в любой отдельной точке системы не меняются с течением времени . Но одним из наиболее важных свойств, которое является постоянным в системе с установившимся потоком, является массовый расход системы.Это означает, что не происходит накопления массы в каком-либо компоненте системы.

    См. Также: Уравнение непрерывности

    Уравнение непрерывности

    Уравнение неразрывности — это просто математическое выражение принципа сохранения массы. Для контрольного объема, который имеет одно впускное отверстие и единичное выпускное отверстие , принцип сохранения массы гласит, что для установившегося расхода массовый расход в объем должен равняться массовому расходу на выходе.

    из = ṁ из

    Масса, вводимая в единицу времени = Масса, уходящая в единицу времени

    Это уравнение называется уравнением неразрывности для установившегося одномерного потока. Для устойчивого потока через контрольный объем с множеством входов и выходов чистый массовый расход должен быть равен нулю, где приток отрицательный, а отток положительный.

    Этот принцип может быть применен к трубке , такой как показанная выше. Никакая жидкость не течет через границу, образованную линиями тока , поэтому масса входит и выходит только через два конца этой секции обтекаемой трубки.

    Когда жидкость находится в движении, она должна двигаться таким образом, чтобы сохранить массу. Чтобы увидеть, как сохранение массы накладывает ограничения на поле скорости, рассмотрим установившийся поток жидкости через канал (то есть потоки на входе и выходе не меняются со временем).

    Дифференциальная форма уравнения непрерывности

    Общее уравнение неразрывности можно также записать в дифференциальной форме :

    ∂⍴ ∂t + ∇. (⍴ ͞v) = σ

    где

    • ∇.дивергенция,
    • ρ — плотность количества q,
    • ⍴ ͞v — поток величины q,
    • σ — образование q на единицу объема в единицу времени. Термины, которые создают (σ> 0) или удаляют (σ <0) q, называются «источниками» и «стоками» соответственно. Если q - сохраняющаяся величина (например, энергия), σ равно 0.

    Закон сохранения массы — Концепция

    Закон сохранения массы утверждает, что масса не создается и не уничтожается.В закрытой системе масса реагентов равна массе продуктов. Закон сохранения массы связан с законом сохранения материи.

    Хорошо, давайте поговорим о законе сохранения массы, закон сохранения массы точно определяет то, что звучит так, как должно, масса не создается и не разрушается во время химического изменения, и она сохраняется, поэтому мы сможем только изменить массу или изменить материю, нам не разрешено на самом деле создавать материю из ничего или разрушать материю в ничто.Итак, насколько это полезно при работе с химией — при рассмотрении химических реакций, вот сценарий, который мы могли бы использовать для применения закона сохранения массы.

    Хорошо, допустим, у нас есть эксперимент, у нас есть 10 граммов красного оксида ртути 2, его помещают в колбу духовки и нагревают до тех пор, пока он не разложится и не разложится на элементы, ртуть и кислород, а жидкая ртуть имеет массу 9,26 грамма, какова масса кислорода, который образуется в газе.Итак, мы начали с массы 10 граммов оксида ртути 2, хорошо, мы примем этот знак, это говорит о том, что вот реагенты, прореагировавшие на разложение на продукты, мы собираемся сказать, что это равно 2. У нас есть ртуть, ртуть, которую мы измерили, это 9,26 грамма, хорошо? И мы хотели, сколько газообразного кислорода выделяется, мы не знаем, мы также знаем этот закон сохранения массы, мы не собираемся разрушать любую материю, которую мы не можем создать из ничего, поэтому Так же масса на этой стороне должна равняться массе продуктов, поэтому мы можем просто решить базовую математическую задачу и вычесть 9.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.