План-конспект урока по химии. Тема: «Закон сохранения массы веществ. Химические уравнения». 8 класс.
учитель химии Резцова Т. Н.
Эпиграф: «Доводы, до которых человек додумался сам, обычно убеждают его больше, нежели те, которые пришли в голову другим».
Цели урока:
Образовательные –
Рассмотреть закон сохранения массы веществ.
Раскрыть роль ученых-химиков (Р. Бойль, М.В. Ломоносов, А. Лавуазье) в открытии этого закона.
Объяснить значение закона сохранения массы веществ в химии как одной из форм научных знаний о природе.
Ввести понятие «химическое уравнение», как подтверждение закона сохранения массы веществ.
Начать формировать умения составлять уравнения химических реакций.
Развивающие –
Развивать навыки работы с лабораторным оборудованием и реактивами, соблюдая правила техники безопасности.
Способствовать развитию умений наблюдать, логически рассуждать, делать выводы.
Создавать условия для развития познавательного интереса.
Воспитательные –
Воспитывать культуру общения в коллективе, умение работать в паре и в группе.
Воспитывать наблюдательность, аккуратность, организованность
Тип урока – урок формирования знаний, умений, навыков с элементами проблемного обучения.
Форма организации учебной деятельности – сочетание фронтальной, индивидуальной и работы в группе.
Оборудование и средства обучения:
Компьютер;
Экран;
Мультимедийный проектор;
Презентация;
Рудзитис Г. Е. Химия. Неорганическая химия. 8 класс.
На столах у детей – номера групп, рабочие листы, карточка-консультант, задания для групповой работы.
Ход урока
I. Организация деятельности учащихся.
Подготовка учащихся к работе на уроке.
При входе в кабинет, ребята получают карточку с номером группы и занимают место в своей группе. Учитель приветствует детей.
II. Актуализация опорных знаний учащихся
Активизировать ранее изученные понятия «физические и химические явления, химическая реакция», разграничить эти понятия, чтобы подготовить учащихся к восприятию нового материала. Определить цели и задачи урока.
Совсем недавно вы начали открывать для себя новую науку – химию. Давайте вспомним вместе, что такое химия? (Химия – наука о веществах и их превращении). Вокруг нас постоянно происходят превращения, изменения, которые мы называем явлениями. На прошлых уроках вы изучали физические и химические явления. Что такое физическое явление? (Физическое явление, это явление, которое сопровождается изменением формы или агрегатного состояния вещества). Что такое химическое явление? (Химическое явление – превращение одних веществ в другие).
Предлагаю вам прочесть этюд. Обратите внимание на то, какие физические и химические явления упоминаются в этюде?
Зима На улице стужа. Воет ветер, словно голодный зверь. Мороз-художник изобразил на оконном стекле причудливые узоры. А в избе тепло! Жарко горят поленья дров в печи. Вскипел самовар. Пора за стол. А на столе и соленья, и варенья: квашеная капуста, моченые яблочки, из вчерашнего молока поспела простокваша.
Назовите физические и химические явления, которые упоминаются в этюде. Аргументируйте свой ответ. Как мы называем химические явления?
Практические задачи (групповая работа).
Сейчас я предлагаю вам, ребята решить практическую задачу. Но прежде, вспомним правила техники безопасности.
(Учащиеся проговаривают правила Т.Б)
У каждой группы – свое задание. Ваша задача, проделав опыт ответить на вопрос – С каким явлением вы столкнулись? И объяснить, почему вы так считаете?
1 группа.
Истолочь в керамической ступке кусочек мела.
Наблюдения ________________
В стакан с содой добавить раствор столового уксуса
Наблюдения _____________
Вывод ________________________ (какое явление и почему?)
2 группа
Медную проволоку изогните в виде спирали.
Наблюдения _________________
Вывод ________________________ (какое явление и почему?)
В стакан с раствором питьевой соды опустить полоску индикаторной бумаги
Наблюдения _____________
Вывод ________________________ (какое явление и почему?)
По окончании решения практической задачи представитель от каждой группы озвучивает задание, наблюдение и вывод
III. Изучение нового материала.
Определить цели и задачи урока, познакомить учащихся с открытием закона сохранения массы, его формулировкой и значением.
Все явления, происходящие вокруг нас, все объекты живой и неживой природы существуют по законам, которые вам предстоит узнать и постичь. Мир и природа едины, поэтому существуют законы, общие для всех наук. Одним из таких законов является закон сохранения массы веществ.
Я предлагаю Вам следующий план изучения нашей темы:
Нам предстоит:
Познакомится с трудами великих ученых Роберта Бойля, Михайло Васильевича Ломоносова, Антуана Лорана Лавуазье.
Совершить научное открытие!
Посетить виртуальную «Экспериментальную мастерскую».
Прикоснуться к искусству тайнописи химических реакций!!!
Сегодня мы совершим научное открытие, а для этого перенесемся в 18-й век в лабораторию великого русского ученого М.В. Ломоносова. Ученый занят. М.В. пытается понять, что происходит с массой веществ, вступающих в химические реакции. В течение тысячелетий люди верили в то, что вещество может бесследно исчезать, а также возникать из ничего. О природе материи задумывались философы древней Греции: Эмпедокл, Демокрит, Аристотель, Эпикур, более современные ученые, такие как Роберт Бойль. Бойль проделал множество опытов по прокаливанию металлов, и всякий раз масса окалины оказывалась больше массы прокаливаемого металла. Вот что записал учёный после одного из своих опытов в 1673 году:
«После двух часов нагревания был открыт запаянный кончик реторты, причём в неё ворвался с шумом наружный воздух. По нашему наблюдению при этой операции была значительная прибыль в весе …»
Ломоносов внимательно изучил труды ученого Роберта Бойля, который считал, что масса веществ в результате химических реакций изменяется.
Но ученые, на то и ученые, что они ничего не принимают на веру, все подвергают сомнению и проверке. С 1748 по 1756 гг. Ломоносов проделал огромную работу. Он, в отличии от Р. Бойля, прокаливал металлы не на открытом воздухе, а в запаянных ретортах, взвешивая их до и после реакции. Ломоносов доказал, что масса веществ до и после реакции остается неизменной. Результаты своих опытов в 1748 году Ломоносов сформулировал в виде закона:
«Все перемены в натуре случающиеся, такого суть состояния, что, сколько чего у одного тела отнимется, столько присовокупится к другому».
Я вижу, вам не совсем понятна такая формулировка. На современный лад закон звучит так:
«Масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе образовавшихся веществ».
Проверим данное утверждение:
Видеофрагмент. Посмотрим видеофрагмент, подтверждающий закон сохранения массы.
IV. Этап проверки понимания учащимися новых знаний.
Установить усвоили или нет учащиеся знания .
Работа в группах. А сейчас я предлагаю Вам небольшие задачи. Обсудите их в группах и через минуту докажите справедливость закона сохранения массы.
1 группа
Масса золы, полученной при сжигании дров гораздо меньше массы исходных веществ. Объясните, не противоречит ли этот факт закону сохранения массы веществ?
При сжигании дров органические вещества, входящие в состав дерева превращаются в водяной пар и углекислый газ.
2 группа
Горящая свеча тает, оставляя лишь маленькую лужицу парафина. Объясните, не противоречит ли это закону сохранения массы веществ.
Дополнительная информация!
При горении парафина образуются летучие водяные пары и углекислый газ.
(Ребята работают в группах, затем зачитывают и комментируют задания)
При каких условиях выполняется закон сохранения массы?
(Учащиеся делают вывод, что закон выполняется только в условиях замкнутой системы).
Все химические процессы, происходящие в природе, подчиняются закону сохранения массы веществ, поэтому он является единым законом природы. В результате химических реакций атомы не исчезают и не возникают, а происходит их перегруппировка. Так как число атомов до и после реакции остается неизменным, то общая масса тоже не изменяется.
Видеофрагмент. Анимация.
Для записи химической реакции применяют химическое уравнение.
Где вы встречались с уравнениями? В чем заключается смысл математического уравнения? - Равенство двух выражений, содержащее переменную. (Учащиеся говорят о том, что в уравнении правая часть равна левой части, но в математике части уравнения можно менять местами, а в химии нет).
Химическое уравнение – условная запись химической реакции с помощью химических формул и коэффициентов.
Видеофрагмент. Я предлагаю Вам посмотреть реакцию горения магния. А теперь запишем данную реакцию в виде уравнения:
Реагенты - Продукты
2Mg + O 2 = 2MgO
Выпишем относительные молекулярные массы веществ:
24 + 32 = 40
Закон сохранения массы не выполняется. Почему? В чем загадка? Как решить эту проблему? Как превратить данную запись в уравнение (т.е. сделать так, чтобы справа и слева было одинаковое число атомов) - Эту проблему попытайтесь решить дома. А поможет вам в этом учебник
V. Домашнее задание.
§14,15, стр. 47, №1- 4 (письменно)
VI. Рефлексия.
Дать возможность детям оценить свои ощущения к концу урока.
Пословицы и поговорки:
Терпение и труд всё перетрут.
Тяжело в учении – легко в бою.
Плох тот солдат, который не мечтает стать генералом.
Человек должен верить, что непонятное можно понять: иначе он не стал бы размышлять о нём.
Единственный путь, ведущий к знанию, – это деятельность.
Какое выражение соответствует вашему эмоциональному состоянию в конце урока?
VII. Итог урока – выставление оценок.
В уроке 11 «» из курса «Химия для чайников » мы узнаем кем и когда был открыт закон сохранения массы веществ; познакомимся с химическими уравнениями и научимся правильно расставлять в них коэффициенты.
До сих пор при рассмотрении химических реакций мы обращали внимание на их качественную сторону, т. е. на то, как и при каких условиях исходные вещества превращаются в продукты реакций. Но в химических явлениях существует и другая сторона - количественная .
Изменяется ли масса веществ, вступивших в химическую реакцию? В поиске ответа на этот вопрос английский ученый Р. Бойль еще в XVII в. провел множество опытов по прокаливанию свинца в запаянных сосудах. После окончания опытов он вскрывал сосуды и взвешивал продукты реакции. В результате Бойль пришел к выводу, что масса вещества после реакции больше массы исходного металла. Он объяснил это присоединением к металлу некой «огненной материи».
Опыты Р. Бойля по прокаливанию металлов повторил русский ученый М. В. Ломоносов в 1748 г. Прокаливание железа он проводил в специальной колбе (реторте) (рис. 56), которая была герметически запаяна. В отличие от Бойля после реакции он оставлял реторту запаянной. Взвешивание реторты после реакции показало, что ее масса не изменилась. Это свидетельствовало о том, что, хотя между металлом и веществом, содержащемся в воздухе, произошла химическая реакция, сумма масс исходных веществ равна массе продукта реакции.
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 несколько материи, то умножится в другом месте
».
В 1789 г. французский химик А. Лавуазье доказал, что прокаливание металлов - это процесс их взаимодействия с одной из составных частей воздуха - кислородом. На основе работ М. В. Ломоносова и А. Лавуазье был сформулирован закон сохранения массы веществ в химических реакциях .
Масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе веществ, образовавшихся в результате реакции.
При химических реакциях атомы не исчезают бесследно и не возникают из ничего. Их число остается неизменным. А так как они имеют постоянную массу , то и масса образованных ими веществ также остается постоянной.
Закон сохранения массы веществ можно проверить экспериментально. Для этого используют прибор, показанный на рисунке 57, а, б. Главная его часть - двухколенная пробирка. В одно колено нальем известковую воду, во второе - раствор медного купороса. Уравновесим прибор на весах, а затем смешаем оба раствора в одном колене. При этом мы увидим, что выпадает голубой осадок нового вещества. Образование осадка подтверждает, что произошла химическая реакция. Масса прибора при этом остается прежней. Это означает, что в результате химической реакции масса веществ не изменяется.
Закон важен для правильного понимания всего совершающегося в природе: ничто не может исчезнуть бесследно и возникнуть из ничего .
Химические реакции можно изобразить, используя химический язык формул. Химические элементы обозначают химическими символами, состав веществ записывают при помощи химических формул, химические реакции выражают при помощи химических уравнений , т. е. так же, как из букв составляются слова, из слов - предложения.
Уравнение химической реакции (химическое уравнение) - это условная запись реакции при помощи химических формул и знаков «+» и «=».
Закон сохранения массы веществ в химических реакциях должен соблюдаться и при составлении уравнений химических реакций . Как и в математических уравнениях, в уравнениях химических реакций имеется левая часть (где записываются формулы исходных веществ) и правая часть (где записываются формулы продуктов реакции). Например (рис. 58):
При написании уравнений химических реакций знак «+» (плюс) соединяет формулы веществ в левой и правой частях уравнения. Так как масса веществ до реакции равна массе образовавшихся веществ, используется знак «=» (равно), который связывает левую и правую части уравнения. Для уравнивания числа атомов в левой и правой частях уравнения используются числа перед формулами веществ. Эти числа называются коэффициентами химических уравнений и показывают число молекул или формульных единиц. Поскольку 1 моль любого вещества состоит из одинакового числа структурных единиц (6,02*10 23), то коэффициенты показывают и химические количества каждого из веществ :
При написании химических уравнений применяют также и специальные знаки, например знак «↓», обозначающий, что вещество образует осадок.
Задание«Пирамида» Au MoMn CuCs Ag Mg Cr Md Al C Mt FFe ЗСМВ Ниже представлена пятиэтажная пирамида, «строительными камнями» которой являются химические элементы. Найдите такой путь от ее основания к вершине, чтобы он содержал только элементы с постоянной валентностью. Закон сохранения массы веществ М.В. Ломоносова
Закон сохранения массы веществ 2 Н 2 О 2Н 2 + О 2 4Н + 2О m1m1 m2m2 m3m3 m 1 = m 2 + m 3 Лавуазье (1789) Ломоносов Ломоносов (1756) Пишем уравнения ХР Решаем задачи по уравнениям ХР = =36
Михаил Васильевич Ломоносов (1711 – 1765) 1.Родился в 1711 году в России 2.Русский ученый – природо- вед 3.Основатель первого в Рос- сии Московского универси- тета 4.Развивал атомно-молекуляр- ные представления о строе- нии веществ 5.Открыл закон сохранения массы веществ
Формулировка закона сохранения массы веществ Масса веществ, получившихся в результате реакции Закон сохранения массы веществ М.В. Ломоносова М.В. Ломоносова Следствие закона Практическая реализация Число атомов каждого элемента должно быть одинаково до и после реакции Масса веществ, вступивших в реакцию
Алгоритм составления уравнений химических реакций 1. В левой части записываются формулы веществ, которые вступают в реакцию: KOH + CuCl В правой части (после стрелки) – формулы веществ, которые получаются в результате реакции: KOH + CuCl 2 Cu(OH) 2 + KCl. 3. Затем с помощью коэффициентов уравнивается число атомов одинаковых химических элементов в правой и левой частях уравнения: 2KOH + CuCl 2 = Cu(OH) 2 + 2KCl.
Основные правила расстановки коэффициентов Расстановку коэффициентов начинают с элемента, чьих атомов в реакции участвует больше. Количество атомов кислорода до и после реакции в большинстве случаев должно быть четным. Если в реакции (обмена) участвуют сложные вещества, то расстановку коэффициентов начинают с атомов металлов или с кислотных остатков.
Н 2 О Н 2 + О 2 Расстановка коэффициентов в уравнении химической реакции 4 4: : 1 22 Коэффициент
Что показывает химическое уравнение Какие вещества вступают в реакцию. Какие вещества образуются в результате реакции. Массу реагирующих веществ и веществ, образующихся в результате химической реакции. Отношение масс реагирующих веществ и веществ, образующихся в результате химической реакции.
Итоги урока Что сегодня мы повторили на уроке из того, что вы знали? Какие основные понятия мы вспомнили? Что вы сегодня узнали нового, чему научились на уроке? С какими новыми понятиями мы познакомились на сегодняшнем уроке? Как вы считаете, каков ваш уровень усвоения изученного учебного материала? Какие вопросы вызвали наибольшее затруднение?
Задания 1.Масса колбы, в которой сожгли серу, после реакции не изменилась. В какой колбе (открытой или закрытой) проводилась реакция? 2.На весах уравновесили огарок парафиновой свечи, затем зажгли его. Как измениться положение весов через некоторое время? 3.При взаимодействии цинка массой 65 г с серой образовался сульфид цинка (ZnS) массой 97 г. Какая масса серы вступила в реакцию? 4.В реакцию вступило 9 г алюминия и 127 г йода. Какая масса йодида алюминия (Al I 3) при этом образуется?
Формула воды – Н 2 О Кальций – метал Фосфор – металл Сложное вещество состоит из разных веществ Валентность водорода равна I Плавление сахара – химическое явление Горение свечи – химическая реакция Атом химически делим Сера имеет постоянную валентность Кислород – простое вещество Морская вода – чистое вещество Нефть – это чистое вещество Сложное вещество состоит из разных хим. элементов Снег – это тело Да Нет Соль – сложное вещество С УХР СТАРТ ФИНИШ Составление уравнений химических реакций
Закон сохранения массы веществ. ХИМИЧЕСКИЕ УРАВНЕНИЯ
Учитель химии МАОУ «СОШ №12» г. Кунгура Пермского края Фотеева В.А.
ТЕСТ
2вариант
1 вариант
к физическим?
А) кипение воды
А) замерзание воды
Б) разложение воды электрическим током
Б) горение серы
В) брожение сока
В) гашение соды с уксусом
Г) плавление металлов
Г) плавление парафина
Д) подгорание пищи
Д) выпаривание раствора соли
Е) перегонка воды
Е) подгорание пищи
Ж) фильтрование
Ж) гашение соды уксусом
З) заваривание чая
З) пожелтение листьев
Проверка
2вариант
1 вариант
Какие из перечисленных явлений относятся к физическим?
Какие из перечисленных явлений являются химическими (химическими реакциями)?
А) кипение воды
Б) горение серы
В) брожение сока
Г) плавление парафина
Д) подгорание пищи
Д) выпаривание раствора соли
Ж) фильтрование
Ж) гашение соды уксусом
З) заваривание чая
З) пожелтение листьев
Давайте вспомним!!!
- Что называется химической реакцией?
- Какие вы знаете признаки химических реакций?
- А как вы думаете, происходят ли с веществами количественные изменения, например, что происходит с массой веществ?
- Какие будут мнения?
- Мнения разделись. Кто же из вас прав?
Какова будет тема урока?
(Что происходит с массой веществ при химических реакциях?)
- Как мы это можем выяснить?
- (Провести опыт, прочитать в учебнике).
ОПЫТ:
в замкнутой системе взвешиваются вещества, вступающие в реакцию: растворы хлорида бария (BaCl 2) и сульфата магния (МgSO 4) - m1 , а также образующиеся в результате реакции вещества: сульфата бария (BaSO 4) и хлорида магния (МgCl2) - m2.
- Какое явление вы наблюдали? Почему вы так считаете?
- Что произошло с массой веществ до и после реакции?
- Что является мельчайшей частицей вещества?
- Из каких частиц состоят молекулы? Вспомните определение АТОМА.
- Что показывает химическая формула?
- Как рассчитывается молярная масса, масса вещества?
- Так почему же m1=m2?
- Можете ли вы сразу ответить на данный вопрос? Почему? Что нужно знать?
(Может быть, знать химические формулы - состав веществ до и после реакции и посмотреть изменяется ли атомный состав веществ до и после реакции?)
- Какой вопрос возникает?
(Изменяется ли атомный состав веществ до и после реакции?)
- Какова цель нашего урока?
(Выяснить, изменяется ли качественный и количественный состав атомов при хим. реакциях?)
Решение проблемы
Запишем данную реакцию на русском,а затем на хим.языке:
хлорид бария + сульфат магния сульфат бария + хлорид магния
- 1атом Ba 1атом Mg 1атом Ba 1атом Mg
- 2атома Cl 1атом S 1атом S 2 атома Cl
- 4атома O 4атома O
До реакции После реакции
Какой вывод можно сделать?
( Атомы и их состав до и после реакции не изменились )
- Результаты взвешивания веществ до и после реакции подтверждают закон сохранения массы веществ. Учащиеся стоят перед решением проблемной задачи: почему m1=m2? Благодаря актуализации ранее полученных знаний о строении веществ, учащиеся сравнительно легко приходят к следующему выводу: m1= m2, так как атомы и их количество в результате химических превращений не изменяются, а только соединяются по-другому с образованием новых веществ.
Давайте проверим наш вывод расчётами:
BaCl 2 + MgSO 4 Ba SO 4 + Mg Cl 2
До реакции - m1 После реакции – m2
Что показали расчёты?
Что Вы доказали?
(m1= m2 ) Почему?
Закон сохранения
массы вещества
«Все перемены в натуре случающиеся такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимется, столько же присовокупится к другому. Так, ежели где убудет материи, то умножится в другом месте...»
Давайте вспомним
Химическая формула – условная запись состава вещества с помощью химических знаков и индексов.
Индекс показывает число атомов в формульной единице вещества.
Коэффициент показывает число несоединенных друг с другом частиц
Химическая формула
Коэффициент
Индекс
5Н 2 О
На основании данного закона составляют уравнения химических реакций
с помощью химических формул, коэффициентов и
математических знаков.
Уравнение реакции
х А + у В = с АВ
А,В, АВ- химические формулы
х, у, с - коэффициенты
ФОСФОР + КИСЛОРОД = ОКСИД ФОСФОРА (V)
1. P + O 2 P 2 +5 O 5 -2
2 . Начинаем с кислорода.
3. O - 2 атома слева O - 5 атомов справа
4. НОК = 10
5. 10: 2 = 5 P + 5 O 2 P 2 O 5
6. 10: 5 = 2 P + 5O 2 2 P 2 O 5
7. В левую часть уравнения перед формулой фосфора необходимо поставить
коэффициент – 4
4 P + 5 O 2 = 2 P 2 O 5
Выполнить упражнения:
1.Расставить коэффициенты в химической реакции
Al + O 2 Al 2 O 3
2.Записать химическую реакцию химическими формулами и расставить коэффициенты
гидроксид железа (III) + азотная кислота нитрат железа (III) + вода
Самостоятельная работа.
1 уровень:
Найдите и исправьте ошибки:
Al + 3HCl ═ AlCl 3 + 3H 2
2 уровень:
Расставьте коэффициенты в схеме химической реакции:
FeSO 4 + KOH → Fe(OH) 2 + K 2 SO 4
3 уровень:
Составьте уравнение химической реакции и расставьте коэффициенты:
Оксид фосфора (V) + гидроксид натрия → фосфат натрия + вода
Ответы
1 уровень:
2 Al + 6 HCl ═ 2 AlCl 3 + 3 H 2
2 уровень:
FeSO 4 + 2 KOH ═ Fe(OH) 2 + K 2 SO 4
3 уровень:
P 2 O 5 + 6 NaOH ═ 2 Na 3 PO 4 + 3 H 2 O
m2 " width="640"
Подобно Бойлю русский учёный делал опыт в запаянных ретортах. Но, в отличие от Бойля, Ломоносов взвешивал сосуды как до, так и после прокаливания не вскрывая. m1=m2
После двух часов нагревания был открыт запаянный кончик реторты, причём в неё ворвался с шумом наружный воздух.
По нашему наблюдению при этой операции была прибыль в весе на 8 гранов…» m1 m2
ПРОВЕРЬ СЕБЯ
1).М.В. Ломоносов открыл закон сохранения массы веществ в:
А.1789г. Б.1756г. В.1673г.
2).Установите правильную последователь- ность закона сохранения массы веществ:
A - массе веществ,
Б- масса веществ
В- в результате ее
Г-вступивших в реакцию,
Д-получившихся
Е- равна
3). Условная запись химической реакции это- А. химическая формула Б. коэффициент
В. химическое уравнение Г. индекс
РЕФЛЕКСИЯ
Выберите выражение, которое соответствует Вашей работе на уроке:
1. Терпение и труд всё перетрут.
2. Тяжело в учении – легко в бою.
3. Плох тот солдат, который не мечтает стать генералом.
4. Единственный путь, ведущий к знанию, - это деятельность.
5. Всякое знание лишь тогда имеет ценность, когда оно делает нас энергичнее.
Домашнее задание
Стр.96-98 § 27, упр.1(б), 2(г),3(б)
Давайте вспомним!!!
- Какие явления называются химическими?
- Какие условия необходимы для того, чтобы произошла химическая реакция?
- По каким признакам можно судить о том, что произошла химическая реакция?
- А как мы обозначали состав вещества?
- А реакцию можно обозначить? Какова тема и цель нашего урока?
Урок №14. Закон сохранения массы вещества. Химические уравнения
Закон сохранения массы веществ
Проблемный вопрос: изменится ли масса реагирующих веществ по сравнению с массой продуктов реакции?
Чтобы ответить на данный вопрос пронаблюдайте за следующим экспериментом
Видео-эксперимент: .
Описание эксперимента: В коническую колбу помесите 2 грамма измельченной меди. Плотно закройте колбу пробкой и взвесьте. Запомните массу колбы. Осторожно нагревайте колбу в течение 5 минут и наблюдайте за происходящими изменениями. Прекратите нагревание, и когда колба охладится, взвесьте её. Сравните массу колбы до нагревания с массой колбы после нагревания.
Вывод: Масса колбы после нагревания не изменилась.
Пронаблюдаем за другими видео-экспериментами:
Вывод: Масса веществ до и после реакции не изменилась.
Формулировка закона сохранения массы: масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе образовавшихся веществ.
С точки зрения атомно-молекулярного учения этот закон объясняется тем, что при химических реакциях общее количество атомов не изменяется, а происходит лишь их перегруппировка.
Закон сохранения массы веществ является основным законом химии, все расчеты по химическим реакциям производятся на его основе. Именно с открытием этого закона связывают возникновение современной химии как точной науки.
Закон сохранения массы был теоретически открыт в 1748 году и экспериментально подтверждён в 1756 году русским ученым М.В. Ломоносовым.
Французский учёный Антуан Лавуазье в 1789 году окончательно убедил учёный мир в универсальности этого закона. Как Ломоносов, так и Лавуазье пользовались в своих экспериментах очень точными весами. Они нагревали металлы (свинец, олово, и ртуть) в запаянных сосудах и взвешивали исходные вещества и продукты реакции.
Химические уравнения
Закон сохранения массы веществ применяется при составлении уравнений химических реакций.
Химическое уравнение – это условная запись химической реакции посредством химических формул и коэффициентов.
Посмотрим видео - эксперимент : .
В результате химического взаимодействия серы и железа получено вещество – сульфид железа (II ) – оно отличается от исходной смеси. Ни железо, ни сера не могут быть визуально обнаружены в нем. Невозможно их разделить и с помощью магнита. Произошло химическое превращение.
Исходные вещества, принимающие участие в химических реакциях называются реагентами.
Новые вещества, образующиеся в результате химической реакции называются продуктами.
Запишем протекающую реакцию в виде уравнения химической реакции:
Fe + S = FeS
Алгоритм составления уравнения химической реакции
Составим уравнение химической реакции взаимодействия фосфора и кислорода
1. В левой части уравнения записываем химические формулы реагентов (веществ, вступающих в реакцию). Помните! Молекулы большинства простых газообразных веществ двухатомны – H 2 ; N 2 ; O 2 ; F 2 ; Cl 2 ; Br 2 ; I 2 . Между реагентами ставим знак «+», а затем стрелку:
P + O 2 →
2. В правой части (после стрелки) пишем химическую формулу продукта (вещества, образующегося при взаимодействии). Помните! Химические формулы необходимо составлять, используя валентности атомов химических элементов:
P + O 2 → P 2 O 5
3. Согласно закону сохранения массы веществ число атомов до и после реакции должно быть одинаковым. Это достигается путём расстановки коэффициентов перед химическими формулами реагентов и продуктов химической реакции.
Вначале уравнивают число атомов, которых в реагирующих веществах (продуктах) содержится больше.
В данном случае это атомы кислорода.
Находим наименьшее общее кратное чисел атомов кислорода в левой и правой частях уравнения. Наименьшее кратное для атомов натрия –10:
Находим коэффициенты путём деления наименьшего кратного на число атомов данного вида, полученные цифры ставим в уравнение реакции:
Закон сохранения массы вещества не выполнен, так как число атомов фосфора в реагентах и продуктах реакции не равно, поступаем аналогично ситуации с кислородом:
Получаем окончательный вид уравнения химической реакции. Стрелку заменяем на знак равенства. Закон сохранения массы вещества выполнен:
4 P + 5O 2 = 2P 2 O 5
ЗАДАНИЯ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ
№1.
Преобразуйте следующие схемы в уравнения химических реакций расставив необходимые коэффициенты и заменив стрелки на знак равенства:
Zn + O 2 → ZnO
Fe + Cl 2 → FeCl 3
Mg + HCl → MgCl 2 + H 2
Al(OH) 3 → Al 2 O 3 + H 2 O
HNO 3 → H 2 O+NO 2 +O 2
CaO+H 2 O→ Ca(OH) 2
H 2 +Cl 2 → HCl
KClO 3 → KClO 4 +KCl
Fe(OH) 2 +H 2 O+O 2 → Fe(OH) 3
KBr + Cl 2 → KCl + Br 2
№2.
Используя алгоритм составления уравнений химических реакций, составьте уравнения реакций взаимодействия между следующими парами веществ:
1) Na и O
2
2) Na и Cl
2
3) Al и S
