질량 보존 법칙은 화학 연구에 혁명을 일으켰으며 가장 중요한 원리 중 하나입니다. 여러 연구자들에 의해 발견되었지만 그 공식은 프랑스 과학자 Antoine Lavoisier가 가장 자주 기인하며 때로는 그의 이름을 따서 명명되었습니다. 법칙은 간단합니다. 폐쇄 시스템의 원자는 생성되거나 파괴 될 수 없습니다. 반응 또는 일련의 반응에서 반응물의 총 질량은 제품의 총 질량과 같아야합니다. 질량 측면에서 반응 방정식의 화살표는 등호가되어 복잡한 반응에서 화합물의 양을 추적하는 데 큰 도움이됩니다.
TL; DR (너무 김; 읽지 않음)
균형 화학 방정식은 방정식의 양변이 각 원소의 동일한 수의 원자를 포함해야 함을 인식하므로 질량 보존을 해결하는 한 가지 방법입니다. 질량 보존을 사용하여 용액에서 용질의 질량을 찾을 수도 있습니다.
폐쇄 형 시스템
어떤 물질도 닫힌 시스템에 들어가거나 빠져 나갈 수 있지만 에너지는 자유롭게 통과 할 수 있습니다. 폐쇄 형 시스템 내부의 온도는 변할 수 있으며 폐쇄 형 시스템은 X 선이나 마이크로파로 조사 될 수 있습니다. 반응 전후의 질량을 측정 할 때 발열 반응 중에 방출되거나 흡열 반응 중에 흡수되는 에너지를 고려할 필요가 없습니다. 일부 화합물은 상태를 변경할 수 있으며 일부 가스는 고체와 액체에서 생성 될 수 있지만 중요한 유일한 매개 변수는 관련된 모든 화합물의 총 질량입니다. 동일하게 유지되어야합니다.
불타는 일지
통나무가 태워 진 후 무게가 더 적다는 사실은 과학자들이 질량 보존의 원리를 이해하기 전까지는 수수께끼였습니다. 질량은 손실 될 수 없기 때문에 다른 형태로 변해야합니다. 연소하는 동안 목재는 산소와 결합하여 숯과 그을음을 생성하고 이산화탄소와 일산화탄소와 같은 가스를 방출합니다. 연소 전 통나무와 불이 꺼진 후 남은 고체 탄소 제품의 무게를 재어 이러한 가스의 총 질량을 계산할 수 있습니다. 이 무게의 차이는 굴뚝 위로 올라가는 가스의 총 무게와 같아야합니다. 이것은 모든 대량 보존 문제의 해결 뒤에있는 기본 아이디어입니다.
화학 방정식 균형
균형 잡힌 화학 방정식은 일반적으로 질량과 마찬가지로 원자가 반응 중에 생성되거나 파괴되지 않음을 보여주는 방정식으로, 방정식이 설명합니다. 반응 방정식의 균형을 맞추는 것은 질량 보존 문제를 해결하는 한 가지 방법입니다. 이를 위해 방정식의 양변이 반응에 관련된 각 원소의 동일한 수의 원자를 포함하고 있음을 인식합니다.
예를 들어, 산화철을 생성하기 위해 철과 산소의 조합 인 녹 형성에 대한 불균형 방정식은 다음과 같습니다.
Fe + O2 -> 철2영형3
이 방정식은 양변이 서로 다른 수의 철과 산소 원자를 포함하고 있기 때문에 균형이 맞지 않습니다. 균형을 맞추기 위해 각 반응물과 생성물에 양쪽에서 각 원소의 동일한 수의 원자를 생성하는 계수를 곱하십시오.
4Fe + 3O2 -> 2Fe22O3
화학식에서 아래 첨자로 표시되는 화합물의 원자 수는 절대 변하지 않습니다. 계수를 수정해야만 방정식의 균형을 맞출 수 있습니다.
용질 및 솔루션
질량 보존을 위해 해결하기 위해 반응에 대한 화학 방정식을 반드시 알 필요는 없습니다. 예를 들어 두 개 이상의 화합물을 물에 녹이면 성분의 질량이 용액의 총 질량과 같아야한다는 것을 알고 있습니다. 이것이 어떻게 유용 할 수 있는지에 대한 예로, 추가 할 두 화합물의 특정 무게를 재는 학생을 고려하십시오. 알려진 양의 물에 소량의 화합물 중 하나를 흘리면서 해결책. 최종 솔루션의 무게를 재면 학생은 화합물이 얼마나 손실되었는지 정확히 파악할 수 있습니다.
화학 반응에서 질량 보존
특정 반응물이 결합하여 알려진 생성물을 생성하고 반응의 균형 방정식을 알고 있다면, 반응물 또는 생성물 중 하나의 누락 된 질량을 계산할 수 있습니다. 모두 다 아는. 예를 들어, 사염화탄소와 브롬은 결합하여 디 브로 모 디클로로 메탄과 염소 가스를 형성합니다. 이 반응에 대한 균형 방정식은 다음과 같습니다.
CCl4 + Br2 -> CBr2Cl2 + Cl2
각 반응물의 질량을 알고 있고 제품 중 하나의 질량을 측정 할 수 있다면 다른 제품의 질량을 계산할 수 있습니다. 마찬가지로 생성물과 반응물 중 하나의 질량을 측정하면 다른 반응물의 질량을 즉시 알 수 있습니다.
예
한 학생이 154g의 사염화탄소와 알 수없는 양의 브롬을 밀봉 된 용기에 결합하여 243g의 디 브로 모디 클로르 메탄과 71g의 염소를 생산합니다. 반응물이 완전히 사용되었다고 가정 할 때 반응에 얼마나 많은 염소가 사용 되었습니까?
질량이 보존되므로 x가 알 수없는 브롬의 양을 나타내는 등식을 설정할 수 있습니다.
154g + x = 243g + 71g
x = 반응에서 소비 된 브롬의 질량 = 150g
