Закон сохранения массы веществ
Масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе веществ, образовавшихся в результате реакции.
М. В. Ломоносов, 1748 г. ; А. Лавуазье, 1789 г.
Закон сохранения массы веществ
Исходя из закона сохранения массы, можно составлять уравнения химических реакций и по ним производить расчеты. Он является основой количественного химического анализа.
Еще нам понадобится
закон объемных отношений
Объемы газов, вступающих в химические реакции, и объемы газов, образующихся в результате реакции, относятся между собой как небольшие целые числа.
Следствие. Стехиометрические коэффициенты в уравнениях химических реакций для молекул газообразных веществ показывают, в каких объемных отношениях реагируют или получаются газообразные вещества.
При нормальных условиях (0°C = 273°К , 1 атм = 101,3 кПа) 1 моль любого газа занимает объем 22,4 л.
В общем, все задачи по химии решаются на основе этих двух законов. Давайте на примерах рассмотрим решение самых типичных задач, которые встречаются как в заданиях ГИА, так и ЕГЭ.
B10 ЕГЭ по химии:
1) записываем уравнение реакции:
FeS + O2 -> FeO + SO2
2) обязательно нужно уравнять (согласно закону сохранения массы веществ, количество атомов, которое вступило в реакцию, обязательно должно быть равно количеству атомов, получившихся в результате реакции, т.е. «ничего не исчезает и не пропадает»):
2FeS + 3O2 -> 2FeO + 2SO2
3) теперь определяемся с численными данными:
Дано: V(SO2) = 28 л; н.у.
4) Решение: решение любой задачи(кроме задач на массовую долю) сводится к нахождению количества вещества — молей. Т.к. нам дан объем вещества при нормальных условиях, то по следствию из закона объемных отношений мы можем найти его количество:
значит, n = V \ 22.4
n(SO2) = 28 л \ 22.4 л\моль = 1,25 моль (как видите, литры в числителе и знаменателе сокращаются)
5) Теперь нам надо найти количество моль сульфида железа — по уравнению реакции его столько же, сколько и оксида серы:
2FeS + 3O2 -> 2FeO + 2SO2
1,25 моль <— 1,25 моль
n(FeS)= n(SO2) = 1,25 моль
6) Определяем массу сульфида железа (II):
m(FeS)=n*Mr=1,25 моль * (56+32) г\моль =110 г (моли в числителе и знаменателе сокращаются
Ответ: m(FeS)=73 г (просили с точностью до целых…)
_________________________________________________________________________________________________________________
При полном взаимодействии 11,2 л сероводорода (при н.у.) с избытком сернистого газа получена сера массой г.
(Запишите число с точностью до целых).
1) записываем уравнение реакции:
H2S+ SO2 -> S + H2O
2) уравниваем:
2H2S+ SO2 -> 3S + 2H2O
3) теперь определяемся с численными данными:
Дано: V(H2S) = 11.2 л; н.у.
4) Решение:
n((H2S)=V\22.4 л\моль = 11.2 \22.4 =0.5 моль
n(S) = 3\2 n (H2S) = 0.5*1.5 моль
m(S)= n · Ar(S) = 0.75 моль · 32 г\моль = 24 г
Ответ: 24 г
_________________________________________________________________________________________________________________
Кстати, ради тренировки можно посчитать все массы веществ, вступивших в реакцию и все массы продуктов реакции — закон сохранения массы веществ в действии — они будут равны:
∑ m (реагентов) = ∑ m (продуктов)
_________________________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________
Не знаю, что сподвигло меня написать комментарий к этой статье? Наверное, ностальгия по студенческим годам. Даже воспоминания добрые нахлынули…
а почему мы делим массу AgNO3 на 161,39 г вместо 170 г? нужно же найти м.долю в начальном растворе
Да, вы правы, там в условии должно было быть :»найти массовую долю в полученном растворе«. Ошибочка в условии.
Лолита, помогите, пожалуйста. Задача: смесь азота и кислорода объемом (н.у.) 400 см3 пропустили над металлическим литием. В результате смесь полностью поглотилась с образованием нитрида и оксида лития. Масса твердого вещества при этом увеличилась на 0,545 г. Укажите плотность исходной смеси кислорода с азотом.
3N2 + 6Li = 2Li3N
O2 + 4Li = 2Li2O
пусть кол-во в-ва азота=х моль,кол-во в-ва (О2)=у моль,тогда
m(N2)=28x; m(O2)=32y
n(O2,N2)=04:22,4=0,018; x+y=0,018
28x+32y=0,545
x=0,01125;y=0,0945;
m(N2)=0,01125*28=0,315;m(O2)=0.0945*32=3,024;
m(смеси)=0,315+3,024=3,339;плотность=3,339:400=0,0083475
Спасибо большое. Все понятно!
Лолита, скажите пожалуйста, почему в у Вас в первой задаче получилось, что количество молей сульфида железа в 1,5 раза меньше, чем оксида серы? Ведь по уравнению 2FeS + 3O2 -> 2FeO + 2SO2 их соотношение 1:1. И зачем находить количество вещества, разве не проще такие задачи решать пропорциями? Вот моё решение первой задачи:
1моль(FeS)=88 г; 1моль(SO2)=22,4 л; x — масса сульфида железа
x/88=28/22,4
x/88=1,25
x=110 г (а не 73 г)
Может я чего-то не понимаю. Объясните, пожалуйста.
Там опечатка. Спасибо большое, что обратили внимание. Сейчас исправим…
По поводу пропорций — составляя пропорцию, вы по сути ищете соотношение молей. Принципиальной разницы нет, так что, если вам так удобнее, то решайте через пропорцию…
Спасибо за пояснение! А можно ещё вопрос: допустимо ли переворачивать пропорцию, т.е. ставить в числитель меньшее значение. Дело в том, в некоторых задачах, если так перевернуть дробь ответ будет отличаться от правильного где-то на одну десятую (например, правильный 6,2, а получается 6,1), а в некоторых — нет. Наверное, так не правильно делать?
В пропорции самое главное моли писать под молями, числа — под числами, например:
0.5 моль — 1
х моль —- 3,
1.5 = х
тогда можно и «перевернуть» — ничего не изменится:
х моль —- 3
0.5 моль — 1
1.5 = х