Закон збереження маси речовин в хімії — опис, приклади

Закон збереження маси в хімії вивчають у 8 класі. Його сформулювали на підставі дослідів з прожарювання металів. Цей закон має основоположне значення в хімії. Після його відкриття хімія стала вважатися точною наукою.

Закон послужив основою для проведення кількісного хімічного аналізу та складання хімічних рівнянь.

Збереження маси речовини відкрито і обґрунтовано двома вченими:

• Ломоносовим;
• Лавуазьє.

Історія відкриття

Вперше про принцип збереження матерії люди замислювалися ще в давнину. Про це міркували стародавні філософи:

• Емпедокл;
• Аристотель;
• Демокріт;
• Епікур.

У середньовіччі теж вважали, що цей закон діє. Френсіс Бекон ще в 1620 році стверджував, що сума матерій постійна, знищити її не може ніщо.

У 1673 році Роберт Бойль висловив сумніви в законі. У нього при нагріванні металів вага окалини збільшилася. Причиною цього було проведення дослідів у відкритих судинах.

Закон збереження речовин Ломоносов сформулював на підставі філософських міркувань. Великий вчений не вважав, що відкрив нову закономірність. Але Ломоносов спирався на це правило в експериментах.

Паралельно з Михайлом Васильовичем французький вчений Лавуазьє займався цим же питанням. В 1789 році він провів досліди, які доводять, що маса металів в закритих судинах залишається незмінною. Лавуазьє і Ломоносов є авторами цієї закономірності.

Формулювання закону

Визначення закону звучить так: маса речовин, що вступили в реакцію, дорівнює масі речовин, що утворилися.

Речовини, які вступили в реакцію, називаються реагентами, а отримані — продуктами.

Згідно з атомно-молекулярним вченням, кількість молей в закритій системі не змінюється, тому що атоми не пропадають і не з’являються. Атоми реагентів утворюють продукти реакції, змінюючи структуру зв’язку.

Коли енергія з навколишнього середовища поглинається, маса збільшується, а якщо втрачається – зменшується. При ядерних реакціях зміни відчутні. При тепловому обміні зміна цієї вагової характеристики несуттєва.

Хімічне рівняння

На підставі цієї закономірності в хімічних рівняннях вважається, що можна поставити знак рівності між масою реагентів і продуктами реакцій.

Утворення одних зв’язків внаслідок розриву інших називається хімічною реакцією. При цьому утворюється або витрачається якась частка енергії. Для спрощення запису в рівняннях не завжди враховуються всі необхідні фактори.

Вважається, що відповідні атоми реагентів переходять в атоми продуктів. Рівняння складається з двох частин:

• лівої (в ній записуються формули реагентів через плюс);
• правої (формули продуктів).

Після визначення коефіцієнтів між частинами рівняння ставиться знак рівності. Розстановка коефіцієнтів виконується по черзі:

• Метал.
• Неметал.
• Водень.
• Кисень (по ньому визначають правильність обчислень).

Щоб зрівняти кількість атомів, доводиться подумати. Наприклад, реакції розкладання:

• гідроксиду заліза (2Fe(OH)₃ = Fe₂O₃ + 3H₂O);
• оксиду срібла (2Ag₂O = 4 Ag + O₂);
• карбонату кальцію (CaCO₃ = CaO + CO₂);
• спиртове бродіння глюкози (C₆H₁₂O₆ = 2 C₂H₅OH + 2CO₂);
• сульфатної кислоти (H₂SO₄ = SO₃ + H₂O).

Закон збереження маси речовин в хімії застосуємо з більшою точністю, ніж у фізиці, тому що можна знехтувати релятивістськими поправками. Ці поправки спостерігаються, коли швидкість тіла можна зіставити зі швидкістю світла.

На підставі даного правила складають рівняння, що можуть виробляти кількісний хімічний аналіз.