Како решити закон очувања масовних проблема

Закон о очувању масе револуционисао је проучавање хемије и један је од његових најважнијих принципа. Иако су је открили више истраживача, њена формулација се најчешће приписује француском научнику Антоану Лавоазијеу и понекад је названа по њему. Закон је једноставан: Атоми у затвореном систему не могу бити ни створени ни уништени. У реакцији или низу реакција, укупна маса реактаната мора бити једнака укупној маси производа. Што се тиче масе, стрелица у једначини реакције постаје знак једнакости, што је од велике помоћи када је у питању праћење количина једињења у сложеној реакцији.

ТЛ; ДР (предуго; Нисам прочитао)

Балансирање хемијских једначина препознаје да обе стране једначине морају да садрже једнак број атома сваког елемента, па је то један од начина за решавање очувања масе. Такође можете користити очување масе да бисте пронашли масе растворених супстанци у раствору.

Материја не може ући или изаћи из затвореног система, али енергија може слободно пролазити. Температура унутар затвореног система може се променити, а затворени систем може бити озрачен рендгенским зракама или микроталасима. Не морате да узимате у обзир енергију која се даје током егзотермне реакције или апсорбује током ендотермне енергије приликом мерења масе пре и после реакције. Нека једињења могу променити стање, а неки гасови могу се произвести из чврстих материја и течности, али једини важан параметар је укупна маса свих укључених једињења. То мора остати исто.

Чињеница да трупац има мање масе након што гори била је нека мистерија док научници нису схватили принцип очувања масе. Пошто се маса не може изгубити, она се мора трансформисати у други облик и то се и догађа. Током сагоревања дрво се комбинује са кисеоником дајући угаљ и чађу и одаје гасове попут угљен-диоксида и угљен-моноксида. Можете израчунати укупну масу ових гасова вагањем трупца пре сагоревања и чврстих производа од угљеника који остају након гашења пожара. Разлика у овим тежинама мора бити једнака укупној тежини гасова који иду уз димњак. Ово је основна идеја која стоји иза решења свих проблема очувања масе.

Уравнотежена хемијска једначина је она која показује да атоми, попут масе уопште, нити настају нити се уништавају током реакције, што једначина описује. Уравнотежење једначине реакције један је од начина за решавање проблема очувања масе. Да бисте то урадили, препознајете да обе стране једначине садрже једнак број атома сваког елемента који учествује у реакцији.

На пример, неуравнотежена једначина за стварање рђе, која је комбинација гвожђа и кисеоника за производњу гвожђе-оксида, изгледа овако:

Фе + О.₂ -> Фе₂О.₃

Ова једначина није уравнотежена јер две стране садрже различит број атома гвожђа и кисеоника. Да бисте је уравнотежили, помножите сваки од реактаната и производа коефицијентом који даје једнак број атома сваког елемента на обе стране:

4Фе + 3О₂ -> 2Фе₂2О₃

Имајте на уму да се број атома у једињењу, представљен индексима у хемијској формули, никада не мења. Једначину можете уравнотежити само модификовањем коефицијената.

Не морате нужно знати хемијску једначину да би се нека реакција решила за очување масе. На пример, ако растворите два или више једињења у води, знаћете да масе састојака морају бити једнаке укупној маси раствора. Као пример како ово може бити корисно, размотрите ученика који измери одређене тежине два једињења која треба додати у познату количину воде, а затим просипа малу количину једног од једињења док га пребацује у решење. Одмеравањем коначног решења, студент може тачно да утврди колико је једињења изгубљено.

Ако се одређени реактанти комбинују дајући познате производе и позната је уравнотежена једначина реакције, могуће је израчунати масу која недостаје једном од реактаната или производа ако су сви остали познати. На пример, угљеник тетрахлорид и бром комбинују се да би створили дибромодихлорметан и гас хлора. Уравнотежена једначина за ову реакцију је:

ЦЦл₄ + Бр₂ -> ЦБр₂Кл₂ + Цл2

Ако знате масе сваког од реактаната и можете измерити масу једног производа, можете израчунати масу другог производа. Слично томе, ако мерите масе производа и једног од реактаната, одмах знате масу другог реактанта.

Студент комбинује 154 грама угљен-тетраклорида и непознату количину брома у затвореној посуди да би произвео 243 грама дибромодихлорметана и 71 грама хлора. Колико је хлора употребљено у реакцији, под претпоставком да се реактанти у потпуности користе у__п?

Пошто се маса чува, можемо поставити једнакост у којој к представља непознату количину брома:

154г + х = 243г + 71г

к = маса брома утрошеног у реакцији = 150 грама