Регистрация

Версия для слабовидящих
Много рассуждают о качествах хорошего воспитания. Первое, которое я потребовал бы от него,— а оно предполагает и много других,— это не быть человеком продажным
Жан-Жак Руссо
Сертификат владельца сайта
Сертификат владельца сайта http://www.kuksova-irina.ru/
Центр дистанционного образования

 

 

 

 
Мир олимпиад

ФГОС урок

Высшая школа делового администрирования

Установите себе наш баннер

Показать код баннера
Сейчас на сайте: 26
Школа "Карьера"
Проголосуй за наш сайт
Оцените мой сайт





Результаты
счетчик посещений
Банк Интернет-портфолио учителей
Периодическая таблица
Таблица растворимости
Праздники сегодня

Закон сохранения массы веществ, закон сохранения и превращения энергии при химических реакциях. Закон постоянства состава веществ. Вещества молекулярного и немолекулярного строения.

I. Закон сохранения массы вещества


Масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе веществ, образовавшихся в результате реакции. (М.В.Ломоносов, 1748 г)

Под­твер­дить пра­виль­ность за­ко­на со­хра­не­ния массы ве­ществ можно с по­мо­щью сле­ду­ю­ще­го опыта. В пер­вом со­су­де Лан­доль­та под­го­то­вим рас­тво­ры йо­ди­да калия и нит­ра­та свин­ца. Во вто­ром со­су­де – прой­дет ре­ак­ция хло­ри­да же­ле­за с ро­да­ни­дом калия. Плот­но за­кры­ва­ем проб­ки. Урав­но­ве­ши­ва­ем чашки весов. Со­хра­нит­ся ли рав­но­ве­сие после окон­ча­ния ре­ак­ций? В пер­вом со­су­де вы­па­да­ет жел­тый оса­док йо­ди­да свин­ца, во вто­ром об­ра­зу­ет­ся тем­но-крас­ный ро­да­нид трех­ва­лент­но­го же­ле­за. В со­су­дах Лан­доль­та про­изо­шли хи­ми­че­ские ре­ак­ции: об­ра­зо­ва­лись новые ве­ще­ства. Но рав­но­ве­сие не на­ру­ши­лось. Масса ис­ход­ных ве­ществ все­гда равна массе про­дук­тов ре­ак­ции.

Эксперимент, подтверждающий правильность закона сохранения массы веществ

Рис. Экс­пе­ри­мент, под­твер­жда­ю­щий пра­виль­ность за­ко­на со­хра­не­ния массы ве­ществ

Опыты, иллюстрирующие закон сохранения массы веществ

При­ве­дем при­мер еще од­но­го опыта, до­ка­зы­ва­ю­ще­го пра­виль­ность за­ко­на со­хра­не­ния массы ве­ществ в хи­ми­че­ских ре­ак­ци­ях. Внут­ри колбы при за­кры­той проб­ке будет го­реть свеча. Урав­но­ве­сим весы. По­до­жжем свечу и опу­стим ее в колбу. Плот­но за­кро­ем колбу проб­кой. Го­ре­ние свечи – это хи­ми­че­ский про­цесс. Из­рас­хо­до­вав на­хо­дя­щий­ся в колбе кис­ло­род, свеча гас­нет, хи­ми­че­ская ре­ак­ция за­вер­ша­ет­ся. Но рав­но­ве­сие весов не на­ру­ша­ет­ся: масса про­дук­тов ре­ак­ции оста­ет­ся такой же, какой была масса ис­ход­ных ве­ществ.

Эксперимент с горящей свечой в колбе

Рис. Экс­пе­ри­мент с го­ря­щей све­чой в колбе

От­кры­тие за­ко­на со­хра­не­ния массы ве­ществ имело огром­ное зна­че­ние для даль­ней­ше­го раз­ви­тия химии. На ос­но­ва­нии за­ко­на со­хра­не­ния массы ве­ществ про­из­во­дят важ­ней­шие рас­че­ты и со­став­ля­ют урав­не­ния хи­ми­че­ских ре­ак­ций.

2H2 + O2  = 2H2O 

m(H2) + m(O2) = m(H2O)
(2∙2г/моль) + (1∙32г/моль) = (2∙18г/моль)

II. Закон постоянства состава вещества


1. Открытие закона постоянства состава веществ

Уче­ные XVII-XVIII вв. про­во­ди­ли мно­же­ство ко­ли­че­ствен­ных из­ме­ре­ний, в т.ч. по опре­де­ле­нию мас­со­вой доли эле­мен­та в ве­ще­стве. Но ре­зуль­та­ты их опы­тов были неточ­ны­ми, и как след­ствие, не сов­па­да­ли.

Фран­цуз­ский химик Клод Луи Бер­тол­ле пы­тал­ся до­ка­зать, что со­став ве­ществ за­ви­сит от про­пор­ций, в ко­то­рых на­хо­дят­ся ре­а­ги­ру­ю­щие ве­ще­ства.

Клод Луи Бертолле

Рис. Клод Луи Бер­тол­ле

В от­ли­чие от него дру­гой фран­цуз­ский химик Жозеф Луи Пруст про­вел много экс­пе­ри­мен­тов по ис­сле­до­ва­нию со­ста­ва раз­лич­ных ве­ществ и сде­лал вывод о по­сто­ян­стве со­ста­ва ве­ще­ства.

Жозеф Луи Пруст

Рис. Жозеф Луи Пруст

В 1808 г. Пруст сфор­му­ли­ро­вал закон по­сто­ян­ства со­ста­ва ве­ществ: «Ве­ще­ства имеют по­сто­ян­ный со­став неза­ви­си­мо от спо­со­ба и места их по­лу­че­ния».

2. Суть закона

В своей ра­бо­те «Ис­сле­до­ва­ние меди» в 1799 г. Пруст по­ка­зал, что при­род­ный кар­бо­нат меди и кар­бо­нат меди, по­лу­чен­ный хи­ми­ка­ми в ла­бо­ра­то­рии, имеют один и тот же со­став.

Ничем не раз­ли­ча­ют­ся вода, те­ку­щая из на­ше­го крана,  вода из род­ни­ка, или вода, по­лу­чен­ная син­те­ти­че­ским путем (име­ет­ся в виду со­став чи­сто­го ве­ще­ства – воды, а не со­став смеси). Вода все­гда будет со­дер­жать по массе 11,1 % во­до­ро­да и 88,9 % кис­ло­ро­да.

Но при­ро­да го­раз­до раз­но­об­раз­нее, чем любая тео­рия, со­здан­ная че­ло­ве­ком. И из за­ко­на по­сто­ян­ства со­ста­ва ве­ществ есть ис­клю­че­ния. В XX веке было об­на­ру­же­но, что неко­то­рые со­еди­не­ния не имеют по­сто­ян­но­го со­ста­ва.

3. Ограниченность закона

Таким об­ра­зом, нель­зя ска­зать, что Клод Бер­тол­ле был аб­со­лют­но неправ. Закон по­сто­ян­ства со­ста­ва ве­ществ имеет огра­ни­че­ния.

Ве­ще­ства, име­ю­щие пе­ре­мен­ный со­став су­ще­ству­ют, их на­зва­ли в честь Бер­тол­ле – бер­тол­ли­да­ми.

Бер­тол­ли­ды — со­еди­не­ния пе­ре­мен­но­го со­ста­ва, не под­чи­ня­ю­щи­е­ся за­ко­нам по­сто­ян­ных и крат­ных от­но­ше­ний. Бер­тол­ли­ды яв­ля­ют­ся несте­хио­мет­ри­че­ски­ми би­нар­ны­ми со­еди­не­ни­я­ми пе­ре­мен­но­го со­ста­ва, ко­то­рый за­ви­сит от спо­со­ба по­лу­че­ния. Мно­го­чис­лен­ные слу­чаи об­ра­зо­ва­ния бер­тол­ли­дов от­кры­ты в ме­тал­ли­че­ских си­сте­мах, а также среди ок­си­дов, суль­фи­дов, кар­би­дов, гид­ри­дов и др. На­при­мер, оксид ва­на­дия(II) может иметь в за­ви­си­мо­сти от усло­вий по­лу­че­ния, со­став от V0,9 до V1,3.

Следует помнить!

  • Закон строго применим только к соединениям с молекулярной структурой (Дальтонидам). Соединения с немолекулярной структурой (Бертоллиды) часто имеют переменный состав.
  • Обратное утверждение, что определённому составу отвечает определённое соединение, неверно. Так, диметиловый эфир и этиловый спирт имеют одинаковый количественный и качественный состав, но это разные вещества.

III. Закон Авогадро


В равных объёмах различных газов при одинаковых условиях (температуре и давлении) содержится одинаковое число молекул. (1811 г)

Cледствия из закона Авогадро:

1 следствие:

Одинаковое число молекул различных газов при одинаковых условиях занимает одинаковый объём.

Так, 6,02 ∙ 1023 молекул (1 моль) любого газа и любой смеси газов при н.у. занимает объём равный 22,4 л.

2 следствие:

Отношение объёмов реагирующих веществ, измеренных при одинаковых условиях, равно отношению стехиометрических коэффициентов, т.е. равно отношению количеств этих веществ. 

V1:V2:V3 = ν1:ν2:ν3 

H2 + Cl2 = 2HCl   

V(H2):V(Cl2):V(HCl) = ν(H2):ν(Cl2):ν(HCl) = 1 : 1 : 2

3 следствие:

Отношение масс одинаковых объёмов различных газов при одинаковых условиях равно отношению их плотностей (1).

Отношение масс одинаковых объёмов различных газов при одинаковых условиях равно отношению их молярных масс (поскольку в равных объёмах газов при одинаковых условиях содержится одинаковое число молекул и, следовательно, одинаковое число молей) (2).                    

Это отношение называется относительной плотностью одного газа по другому (3)

– показывает во сколько раз один газ тяжелее или легче другого и является безразмерной величиной.

Например, (4)

IV. Закон объёмных отношений 


При неизменных температуре и давлении объёмы, вступающих в реакцию газов, относятся друг к другу, а также к объёмам образующихся газообразных продуктов, как небольшие целые числа. (Ж.Гей-Люссак, 1805 г)