Kütle Problemlerinin Korunumu Yasası Nasıl Çözülür

Kütlenin Korunumu Yasası, kimya çalışmasında devrim yarattı ve en önemli ilkelerinden biridir. Birden fazla araştırmacı tarafından keşfedilmesine rağmen, formülasyonu çoğunlukla Fransız bilim adamı Antoine Lavoisier'e atfedilir ve bazen onun adıyla anılır. Kanun basittir: Kapalı bir sistemdeki atomlar ne yaratılabilir ne de yok edilebilir. Bir tepkimede veya bir dizi tepkimede, girenlerin toplam kütlesi, ürünlerin toplam kütlesine eşit olmalıdır. Kütle açısından, bir reaksiyon denklemindeki ok, bir eşittir işareti haline gelir; bu, karmaşık bir reaksiyondaki bileşiklerin miktarlarını takip etmeye gelince çok yardımcı olur.

TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)

Dengeleyici kimyasal denklemler, denklemin her iki tarafının her elementin aynı sayıda atomunu içermesi gerektiğini kabul eder, bu nedenle kütlenin korunumunu çözmenin bir yoludur. Bir çözeltideki çözünenlerin kütlelerini bulmak için kütlenin korunumunu da kullanabilirsiniz.

Hiçbir madde kapalı bir sisteme girip çıkamaz, ancak enerji serbestçe geçebilir. Kapalı bir sistem içindeki sıcaklık değişebilir ve kapalı bir sistem X-ışınları veya mikrodalgalar tarafından ışınlanabilir. Reaksiyondan önce ve sonra kütleyi ölçerken, ekzotermik bir reaksiyon sırasında açığa çıkan veya endotermik bir reaksiyon sırasında emilen enerjiyi göz önünde bulundurmanız gerekmez. Bazı bileşikler hal değiştirebilir ve katılardan ve sıvılardan bazı gazlar üretilebilir, ancak önemli olan tek parametre, ilgili tüm bileşiklerin toplam kütlesidir. Aynı kalmalıdır.

Bir kütüğün yandıktan sonra daha hafif olduğu gerçeği, bilim adamları kütlenin korunumu ilkesini anlayana kadar bir sırdı. Kütle kaybedilemeyeceği için başka bir forma dönüşmesi gerekir ve olan budur. Yanma sırasında odun, odun kömürü ve is üretmek için oksijenle birleşir ve karbondioksit ve karbon monoksit gibi gazlar verir. Bu gazların toplam kütlesini yakmadan önce kütüğü ve yangın söndükten sonra kalan katı karbon ürünlerini tartarak hesaplayabilirsiniz. Bu ağırlıklardaki fark, bacadan yukarı çıkan gazların toplam ağırlıklarına eşit olmalıdır. Bu, tüm kütle korunumu problemlerinin çözümünün arkasındaki temel fikirdir.

Dengeli bir kimyasal denklem, genel olarak kütle gibi atomların, bir denklemin tanımladığı reaksiyon sırasında ne yaratıldığını ne de yok edilmediğini gösteren denklemdir. Bir tepkime denklemini dengelemek, kütlenin korunumu problemini çözmenin bir yoludur. Bunu yapmak için, denklemin her iki tarafının reaksiyona dahil olan her elementin aynı sayıda atomunu içerdiğini kabul edersiniz.

Örneğin, demir oksit üretmek için oksijenle demirin bir kombinasyonu olan pas oluşumu için dengesiz denklem şöyle görünür:

Fe + O₂ --> Fe₂Ö₃

Bu denklem dengeli değildir çünkü iki taraf farklı sayıda demir ve oksijen atomu içerir. Bunu dengelemek için, reaktanların her birini ve ürünleri, her iki tarafta her bir elementin aynı sayıda atomunu üreten bir katsayı ile çarpın:

4Fe + 3O₂ --> 2Fe₂2O₃

Bir kimyasal formülde alt simgelerle temsil edilen bir bileşikteki atom sayısının asla değişmediğine dikkat edin. Bir denklemi ancak katsayıları değiştirerek dengeleyebilirsiniz.

Kütlenin korunumunu çözmek için bir reaksiyonun kimyasal denklemini bilmek zorunda değilsiniz. Örneğin, iki veya daha fazla bileşiği suda çözerseniz, bileşenlerin kütlelerinin çözeltinin toplam kütlesine eşit olması gerektiğini bilirsiniz. Bunun nasıl yararlı olabileceğine bir örnek olarak, eklemek için iki bileşiğin belirli ağırlıklarını tartan bir öğrenciyi düşünün. bilinen bir miktarda suya ve daha sonra bileşiklerden az bir miktarını suya aktarırken döker. çözüm. Öğrenci, nihai çözümü tartarak, bileşiğin tam olarak ne kadarının kaybolduğunu bulabilir.

Belirli reaktanlar bilinen ürünler üretmek için birleşirse ve reaksiyonun dengeli denklemi biliniyorsa, diğerleri ise, reaktanlardan veya ürünlerden birinin eksik kütlesini hesaplamak mümkündür. bilinen. Örneğin, karbon tetraklorür ve brom birleşerek dibromodiklormetan ve klor gazı oluşturur. Bu reaksiyon için dengeli denklem:

CCl₄ + Br₂ --> CBr₂Cl₂ + Cl2

Reaktanların her birinin kütlesini biliyorsanız ve ürünlerden birinin kütlesini ölçebiliyorsanız, diğer ürünün kütlesini hesaplayabilirsiniz. Benzer şekilde, ürünlerin ve tepkenlerden birinin kütlelerini ölçerseniz, diğer tepkenin kütlesini hemen bilirsiniz.

Bir öğrenci, 243 gram dibromodiklormetan ve 71 gram klor üretmek için 154 gram karbon tetraklorürü ve bilinmeyen bir miktarda bromu kapalı bir kapta birleştirir. Reaktantların tamamen u__p kullanıldığı varsayıldığında, reaksiyonda ne kadar klor kullanıldı?

Kütle korunduğundan, x'in bilinmeyen brom miktarını temsil ettiği bir eşitlik kurabiliriz:

154g + x = 243g + 71g

x = reaksiyonda tüketilen bromun kütlesi = 150 gram