Закон сохранения массы веществ
🧪 Химия · 8 класс
Закон сохранения массы веществ
Закон сохранения массы веществ — один из важнейших законов химии. Он гласит: масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе веществ, образовавшихся в результате реакции. Этот закон был открыт русским учёным Михаилом Ломоносовым в 1748 году и позднее независимо подтверждён точными опытами французского химика Антуана Лавуазье. Именно с этого закона начинается количественная химия — наука, способная не только описывать превращения, но и рассчитывать их.
Почему масса сохраняется
При химической реакции атомы не исчезают и не появляются из ниоткуда — они лишь перегруппировываются, образуя новые вещества. Связи между атомами разрываются и образуются заново, но сами атомы остаются прежними. Число атомов каждого элемента до и после реакции одинаково, поэтому суммарная масса не меняется. Именно на этом законе основано составление химических уравнений: коэффициенты подбирают так, чтобы число атомов каждого элемента слева и справа было равным.
Пример проверки закона
Рассмотрим горение магния в кислороде. Уравнение реакции:
2Mg + O_2 = 2MgO
Если в реакцию вступило 48 г магния и 32 г кислорода, то образуется 80 г оксида магния. Проверим по таблице:
| Вещество | Роль | Масса, г |
|---|---|---|
| Магний | исходное | 48 |
| Кислород | исходное | 32 |
| Оксид магния | продукт | 80 |
Сумма масс исходных веществ: 48 + 32 = 80 г. Масса продукта тоже 80 г. Закон выполняется. Заметьте, что атомов магния было два, и в продукте их тоже два; атомов кислорода было два, и в продукте их два. Баланс атомов соблюдён, поэтому соблюдён и баланс масс.
Где это можно «не увидеть»
Иногда кажется, что масса изменилась. Например, при горении свечи остаётся меньше воска, а при ржавлении гвоздь, наоборот, становится тяжелее. На самом деле в первом случае часть веществ уходит в воздух в виде газов — углекислого газа и водяного пара. Во втором случае железо присоединяет кислород из воздуха, поэтому масса растёт. Если провести реакцию в закрытом запаянном сосуде и взвесить его целиком до и после, масса не изменится ни на грамм.
Частая ошибка. Школьники забывают учитывать газообразные вещества. Если в реакции участвует или выделяется газ, его массу тоже надо включать в расчёт — иначе «кажется», что закон нарушается. Именно эта ошибка долго мешала химикам открыть закон.
Значение закона
Закон сохранения массы — основа всех количественных расчётов в химии. Он позволяет заранее вычислить, сколько продукта получится из данного количества исходных веществ, и сколько сырья надо взять. На этом законе держится работа заводов: химик-технолог рассчитывает загрузку реактора так, чтобы вещества прореагировали без остатка и без потерь.
Кратко о главном
- Масса веществ до реакции равна массе веществ после реакции.
- Атомы при реакции лишь перегруппировываются, их число сохраняется.
- Закон открыт Ломоносовым и подтверждён Лавуазье.
- На законе основано составление химических уравнений.
- Газообразные вещества обязательно учитывают в расчётах массы.