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:

 

закон сохранения массы веществ1) 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:

 

закон сохранения массы веществ

 

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):

 

закон сохранения массы веществ

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)

 
 _________________________________________________________________________________________________________________

  • В ЕГЭ это задачи А28 и задания части С — С4 и С5
  • В ГИА (ОГЭ) это задачи части С

_________________________________________________________________________________________________________________
 
 
 

Обсуждение: "Закон сохранения массы веществ"

  • Не знаю, что сподвигло меня написать комментарий к этой статье? Наверное, ностальгия по студенческим годам. Даже воспоминания добрые нахлынули…

  • elenoz24:

    а почему мы делим массу AgNO3 на 161,39 г вместо 170 г? нужно же найти м.долю в начальном растворе

    • Лолита Окольнова:

      Да, вы правы, там в условии должно было быть :»найти массовую долю в полученном растворе«. Ошибочка в условии.

  • Viktoria:

    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.  

    • Лолита Окольнова:

      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

      • Viktoria:

        Спасибо большое. Все понятно!

  • Ольга:

    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.

    • Лолита Окольнова:

      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…

      • Ольга:

        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?

        • Лолита Окольнова:

          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

(Правила комментирования)