Undang -undang mengenai pemuliharaan bahan

Apakah undang -undang pemuliharaan bahan?

The Undang -undang mengenai pemuliharaan bahan atau jisim Ia adalah salah satu yang menetapkan bahawa dalam setiap tindak balas kimia, perkara tidak dibuat atau dimusnahkan. Undang -undang ini berdasarkan fakta bahawa atom adalah zarah yang tidak dapat dipisahkan dalam jenis reaksi ini; Walaupun dalam tindak balas nuklear atom dipecah, oleh itu mereka tidak dianggap sebagai tindak balas kimia. 

Jika atom tidak dimusnahkan, maka apabila elemen atau kompaun bertindak balas, bilangan atom mesti tetap sebelum dan selepas reaksi; yang diterjemahkan ke dalam jumlah jisim yang berterusan antara reagen dan produk yang terlibat.

Tindak balas kimia antara a dan b2. Sumber: Gabriel Bolívar

Ini selalu jadi jika tidak ada kebocoran yang menyebabkan kerugian perkara; Tetapi jika reaktor ditutup dengan ketat, ia tidak "hilang" mana -mana atom, dan, oleh itu, jisim yang dimuat mestilah sama dengan jisim selepas reaksi.

Sekiranya produk itu kukuh, sebaliknya, jisimnya akan sama dengan jumlah reagen yang terlibat untuk pembentukannya. Begitu juga, ia berlaku dengan produk cecair atau gas, tetapi lebih cenderung untuk membuat kesilapan apabila mengukur orang ramai yang dihasilkan.

Undang -undang ini dilahirkan dari eksperimen abad yang lalu, mengukuhkan dirinya kepada sumbangan beberapa bahan kimia terkenal, seperti Antoine Lavoisier.

Pertimbangkan tindak balas antara a dan b₂ Untuk membentuk ab₂ (gambar atas). Mengikut undang -undang pemuliharaan bahan, jisim ab₂ Ia mestilah sama dengan jumlah massa a dan b₂, masing -masing. Jadi, jika 37 g bertindak balas dengan 13 g b₂, Produk ab₂ Anda mesti menimbang 50 g.

Oleh itu, dalam persamaan kimia, jisim reagen (A dan B₂) mesti selalu sama dengan jisim produk (ab₂).

Contoh yang sangat serupa dengan yang baru diterangkan ialah pembentukan oksida logam, seperti air kencing atau karat. Karat lebih berat daripada besi (walaupun nampaknya), kerana logam bertindak balas dengan jisim oksigen untuk menjana oksida.

Bagaimana undang -undang ini digunakan dalam persamaan kimia?

Undang -undang pemuliharaan massa adalah kepentingan transendental dalam stoikiometri, yang terakhir ditakrifkan sebagai pengiraan hubungan kuantitatif antara reagen dan produk yang ada dalam reaksi kimia.

Prinsip-prinsip stoikiometri dinyatakan pada tahun 1792 oleh Jeremiah Benjamín Richter (1762-1807), yang mendefinisikannya sebagai sains yang mengukur perkadaran kuantitatif atau hubungan massa unsur-unsur kimia yang terlibat dalam reaksi.

Dalam tindak balas kimia terdapat pengubahsuaian bahan yang terlibat di dalamnya. Diperhatikan bahawa reagen atau reaktan dimakan untuk menyebabkan produk.

Boleh melayani anda: logam ferus

Semasa tindak balas kimia terdapat ikatan antara atom, serta pembentukan pautan baru; Tetapi bilangan atom yang terlibat dalam tindak balas tetap tidak berubah. Inilah yang dikenali sebagai undang -undang pemuliharaan bahan.

Prinsip asas

Undang -undang ini membayangkan dua prinsip asas:

-Jumlah atom setiap jenis adalah sama dalam reagen (sebelum tindak balas) dan dalam produk (selepas reaksi).

-Jumlah jumlah caj elektrik sebelum dan selepas tindak balas tetap berterusan.

Ini kerana bilangan zarah subatomik tetap berterusan. Zarah-zarah ini adalah neutron tanpa caj elektrik, proton beban positif (+), dan elektron negatif (-) (-). Jadi caj elektrik tidak berubah semasa reaksi.

Persamaan Kimia

Setelah mengatakan perkara di atas, ketika mewakili tindak balas kimia melalui persamaan (seperti imej utama), prinsip -prinsip asas harus dihormati. Persamaan kimia menggunakan simbol atau perwakilan unsur -unsur atau atom yang berlainan, dan bagaimana ia dikelompokkan menjadi molekul sebelum atau selepas reaksi.

Persamaan berikut akan digunakan semula sebagai contoh:

A+b₂    => Ab₂

Subskrip adalah nombor yang diletakkan di bahagian kanan unsur -unsur (b₂ dan AB₂) di bahagian bawah, menunjukkan bilangan atom elemen yang terdapat dalam molekul. Nombor ini tidak dapat diubah tanpa pengeluaran molekul baru, berbeza dengan yang asal.

Pekali stoikiometrik (1, dalam hal A dan selebihnya spesies) adalah nombor yang diletakkan di sebelah kiri atom atau molekul, menunjukkan bilangan mereka yang terlibat dalam reaksi.

Dalam persamaan kimia, jika tindak balas tidak dapat dipulihkan, anak panah tunggal diletakkan, yang menunjukkan makna reaksi. Sekiranya tindak balas boleh diterbalikkan, terdapat dua anak panah ke arah yang bertentangan. Di sebelah kiri anak panah adalah reagen atau reaktan (a dan b₂), sementara di sebelah kanan adalah produk (ab₂).

Berayun

Keseimbangan persamaan kimia adalah prosedur yang membolehkan bilangan atom elemen kimia yang terdapat dalam reagen dengan produk tersebut.

Dalam erti kata lain, bilangan atom setiap elemen mestilah sama di sisi reagen (sebelum anak panah) dan di sebelah produk reaksi (selepas anak panah).

Dikatakan bahawa apabila tindak balas seimbang, jisim tindakan massa dihormati.

Oleh itu, adalah penting untuk mengimbangi bilangan atom dan caj elektrik di kedua -dua belah anak panah dalam persamaan kimia. Begitu juga, jumlah jisim reagen mestilah sama dengan jumlah massa produk.

Boleh melayani anda: Undang -undang gas ideal: formula dan unit, aplikasi, contoh

Dalam kes persamaan yang diwakili, ia sudah seimbang (jumlah yang sama dengan A dan B di kedua -dua belah anak panah).

Eksperimen yang menunjukkan undang -undang

Pembakaran logam

Lavoiser, mengamati pembakaran logam seperti plumbum dan timah dalam bekas tertutup dengan pendapatan udara yang terhad, membaiki logam yang ditutup dengan kalkulasi; Dan di samping itu, berat logam pada momen pemanasan tertentu adalah sama dengan awal.

Sebagai logam membakar kenaikan berat badan, Lavoiser berpendapat bahawa berat badan berlebihan diperhatikan dapat dijelaskan oleh jisim tertentu sesuatu yang diekstrak dari udara semasa pembakaran. Atas sebab ini doh tetap berterusan.

Kesimpulan ini, yang boleh dipertimbangkan dengan asas saintifik yang kukuh, tidak semestinya, memandangkan pengetahuan bahawa Lavoiser mempunyai kewujudan oksigen buat masa ini dia menyatakan undang -undangnya (1785).

Pelepasan oksigen

Oksigen ditemui oleh Carl Willhelm Scheele pada tahun 1772. Seterusnya, Joseph Priesley mendapati ia secara bebas, dan menerbitkan hasil penyelidikannya, tiga tahun sebelum Scheele menerbitkan hasilnya mengenai gas yang sama ini.

Priesley menghangatkan merkuri monoksida dan mengambil gas yang menghasilkan peningkatan kecemerlangan api. Di samping itu, dengan memperkenalkan tikus ke dalam bekas dengan gas mereka menjadi lebih aktif. Priesley memanggil gas ini.

Priesley menyampaikan pemerhatiannya kepada Antoine Lavoiser (1775), yang mengulangi eksperimennya menunjukkan bahawa gas berada di udara dan di dalam air. Lavoiser diiktiraf gas sebagai elemen baru, memberikan nama oksigen.

Apabila Lavoisier digunakan sebagai hujah untuk menyatakan undang -undangnya, bahawa jisim berlebihan yang diperhatikan dalam pembakaran logam adalah disebabkan oleh sesuatu yang diekstrak dari udara, dia memikirkan oksigen, elemen yang digabungkan dengan logam semasa pembakaran.

Contoh (latihan praktikal)

Penguraian Mercury Monoxide

Sekiranya 232.6 merkuri monoksida (HGO) dipanaskan, ia terurai dalam merkuri (Hg) dan oksigen molekul (atau₂). Berdasarkan undang -undang pemuliharaan jisim dan berat atom: (Hg = 206.6 g/mol) dan (O = 16 g/mol), tunjukkan jisim Hg dan O₂ yang terbentuk.

Hgo => hg +o₂

232.6 g 206.6 g 32 g

Pengiraannya sangat langsung, kerana tepat satu mol HGO sedang menguraikan.

Pembakaran pita magnesium

Pita magnesium yang terbakar. Sumber: Kapten. John Yossarian [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/3.0) atau GFDL (http: // www.gnu.Org/copyleft/fdl.html)], dari Wikimedia Commons

Pita magnesium 1.2 g dibakar dalam bekas tertutup yang mengandungi 4 g oksigen. Selepas reaksi terdapat 3.2 g oksigen tanpa bertindak balas. Berapa banyak magnesium oksida terbentuk?

Ia boleh melayani anda: perubahan keadaan: jenis dan ciri -ciri mereka (dengan contoh)

Perkara pertama yang dikira ialah jisim oksigen yang bertindak balas. Ini boleh dikira dengan mudah, dengan pengurangan:

Jisim o₂ yang bertindak balas = jisim awal atau₂ - jisim akhir o₂

(4 - 3,2) g atau₂

0.8 g O₂

Berdasarkan undang -undang pemuliharaan massa, anda boleh mengira jisim MGO yang terbentuk.

Jisim mgo = mg jisim + jisim o

1.2 g+0.8 g

2.0 g Mgo

Kalsium hidroksida

Jisim 14 g kalsium oksida (CaO) bertindak balas dengan 3.6 g air (h₂O), yang sepenuhnya dimakan dalam reaksi untuk membentuk 14.8 g kalsium hidroksida, CA (OH)₂:

Berapa jumlah kalsium oksida yang bertindak balas untuk membentuk kalsium hidroksida?

Berapa jumlah kalsium oksida yang sudah berakhir?

Reaksi boleh dijangkau dengan persamaan berikut:

Cao + h₂O => ca (oh)₂

Persamaannya seimbang. Oleh itu mematuhi undang -undang pemuliharaan massa.

Jisim cao terlibat dalam tindak balas = jisim ca (OH)₂ - jisim h₂Sama ada

14.8 g - 3.6 g

11.2 g Cao

Oleh itu, CAO yang tidak bertindak balas (yang tersisa) dikira dengan membuat penolakan:

Jisim cao supert = jisim hadir dalam tindak balas - jisim yang campur tangan dalam reaksi.

14 g cao - 11.2 g cao

2.8 g Cao

Oksida tembaga

Berapa banyak tembaga oksida (CUO) akan dibentuk apabila 11 g tembaga (Cu) dengan oksigen (atau₂)? Berapa banyak oksigen yang diperlukan dalam reaksi?

Langkah pertama adalah untuk mengimbangi persamaan. Persamaan seimbang adalah seperti berikut:

2cu + o₂ => 2cuo

Persamaannya seimbang, jadi ia mematuhi undang -undang pemuliharaan massa.

Berat atom Cu ialah 63.5 g/mol, dan berat co -molekul ialah 79.5 g/mol.

Anda perlu menentukan berapa banyak COO yang dibentuk dari pengoksidaan lengkap 11 g Cu:

CUO massa = (11 g Cu) ∙ (1mol Cu/63.5 g Cu) ∙ (2 mol Cuo/2mol Cu) ∙ (79.5 g Cuo/mol Cuo)

Massa CUO Dibentuk = 13.77 g

Oleh itu, perbezaan massa antara CuO dan Cu memberikan jumlah oksigen yang terlibat dalam reaksi:

Jisim oksigen = 13.77 g - 11 g

1.77 g o₂

Pembentukan natrium klorida

Jisim klorin (CL₂) daripada 2.47 g bertindak balas dengan natrium (NA) yang mencukupi dan 3.82 g natrium klorida (NaCl) terbentuk. Berapa banyak yang bertindak balas?

Persamaan seimbang:

2NA + Cl₂ => 2nacl

Menurut undang -undang pemuliharaan massa:

Na = jisim naCl - cl jisim₂

3.82 g - 2.47 g

1.35 g na

Rujukan

1. Institut Politeknik Kebangsaan. (s.F.). Undang -undang pemuliharaan jisim. Cgfie. Pulih dari: aev.Cgfie.IPN.mx
2. Undang -undang pemuliharaan jisim. Pulih dari: Thoughtco.com