Закон сохранения массы в химии изучают в 8 классе. Его сформулировали на основании опытов по прокаливанию металлов. Этот закон имеет основополагающее значение в химии. После его открытия химия стала считаться точной наукой. Закон послужил основой для проведения количественного химического анализа, для составления химических уравнений. Сохранения массы вещества открыто и обоснованно двумя учеными Ломоносовым и Лавуазье.
История открытия
Впервые о принципе сохранения материи люди задумывались еще в древности. Об этом рассуждали древние философы:
- Эмпедокл;
- Аристотель;
- Демокрит;
- Эпикур.
В средневековье тоже считали, что этот закон действует. Фрэнсис Бэкон еще в 1620 году утверждал, что сумма материй постоянна, уничтожить ее не может ничто.
В 1673 году Роберт Бойль выразил сомнения в законе. У него при нагревании металлов вес окалины увеличился. Причиной этого было проведение опытов в открытых сосудах.
Закон сохранения веществ Ломоносов сформулировал на основании философских соображений. Великий ученый не считал, что открыл новую закономерность. Но ученый опирался на это правило в экспериментах.
Параллельно с Михаилом Васильевичем французский ученый Лавуазье занимался этим вопросом. И в 1789 году он провел опыты, доказывающие, что масса металлов в закрытых сосудах остается неизменной. Лавуазье и Ломоносов являются авторами этой закономерности.
Формулировка закона
Определение закона звучит так: масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе образовавшихся веществ. Вещества, которые вступили в реакцию, называются реагентами, а получившиеся — продуктами.
Согласно атомно-молекулярному учению, количество молей в закрытой системе не изменяется, потому что атомы не пропадают и не появляются. Атомы реагентов образуют продукты реакции, меняя структуру связи.
Когда энергия из окружающей среды поглощается, масса увеличивается, а если теряется — уменьшается. При ядерных реакциях изменения ощутимы. При тепловом обмене изменение этой весовой характеристики несущественны.
Химические уравнения
На основании этой закономерности в химических уравнениях считается, что можно поставить знак равенства между массой реагентов и продуктов реакции. Образование одних связей за счет разрыва других называется химической реакцией. При этом образуется или затрачивается какая-то доля энергии. Для упрощения записи в уравнениях не всегда учитываются все необходимые факторы.
Считается, что соответствующие атомы реагентов переходят в атомы продуктов. Уравнение состоит из двух частей:
- левой (в ней записываются формулы реагентов через плюс);
- правой (формулы продуктов).
После определения коэффициентов между частями уравнения ставится знак равенства. Расстановка коэффициентов выполняется по очереди:
Чтобы уравнять количество атомов, приходится подумать. Например, реакции разложения:
- гидроксида железа (2 Fe (OH)3 = Fe2O3 + 3 H2O);
- оксида серебра (2 Ag2O = 4 Ag + O2);
- карбоната кальция (СаCO3 = СаO + CO2);
- спиртовое брожение глюкозы (С6Н12О6 = 2 С2Н5ОH + 2 CO2);
- серной кислоты (H2SO4 = SO3 + H2O).
Закон сохранения массы веществ в химии применим с большей точностью, чем в физике, потому что можно пренебречь релятивистскими поправками. Эти поправки наблюдаются, когда скорость тела можно сопоставить со скоростью света.
На основании данного правила составляют уравнения, могут производить количественный химический анализ.
