§ 11. Закон сохранения массы веществ. Химические уравнения

Два стакана стояли на весах. Их смешали, и на дне появилось синее. Вещества стали другими. Куда делась масса?

К концу урока вы объясните, почему общая масса сохраняется, и прочитаете одну готовую запись: что вступило и что получилось. Подбирать коэффициенты во многих уравнениях будут на следующем уроке. Свойства кислорода, состав воздуха и объёмную долю сегодня не изучают. Чем физическое явление отличается от химического, уже разобрали: сегодня этот вопрос не повторяют.

Постановка. Циферблат без цифр. Это не замер и не доказательство, сдвинулась ли стрелка.

Закрытый сосуд

В XVII веке Р. Бойль прокаливал свинец в запаянном стеклянном сосуде. Перед взвешиванием он сосуд вскрывал. Масса того, что лежало внутри, была больше массы исходного металла. Бойль решил, что через стекло прошла особая «огненная материя».

В § 11 опыт М. В. Ломоносова отнесён к 1748 году. Он тоже нагревал металл в запаянном сосуде, но другой: железо. Сосуд перед взвешиванием не вскрывал. Железо стало тёмным порошком, реакция прошла, а масса всего сосуда не изменилась. Год с другой датой не спорят: сверяют с § 11. Свинец и железо на этом уроке не греют.

Постановка закрытого сосуда. Это не прибор Ломоносова и не результат нагревания.

Постановка. Блеск и тёмный порошок лежат рядом. Кадр не показывает, что одно стало другим, и массу не измеряет.

Почему после вскрытия сосуда масса содержимого была больше массы одного металла, в § 11 объясняет А. Лавуазье, 1789 год. Эту фразу читают в пособии и на уроке не разворачивают. Свойства кислорода, состав воздуха и объёмную долю сегодня не изучают.

Закон

Масса веществ, которые вступили в реакцию, равна массе веществ, которые получились. Считают всё, что вступило, и всё, что получилось.

Почему так. При реакции атомы не исчезают и новые атомы не возникают. Они только меняют соседей и собираются в другие вещества. У каждого атома своя масса, она от этой перестановки не меняется. Поэтому общая масса та же.

Постановка модели. Шары — не атомы. Их число с уравнением не совпадает и ответом не является.

Весы в кабинете

Демонстрация 5 так и называется: закон сохранения массы веществ в химических реакциях. Её показывает учитель, если в кабинете есть набор из § 11. В пособии на весы ставят два стакана с растворами, смешивают, видят синий осадок и взвешивают стаканы снова. Общая масса та же. Объёмы и порядок берут только из бумажного § 11. Эта страница рецепт не даёт. Ученики растворы не смешивают. Дома этот опыт не повторяют.

Если набора нет, в тетради пишут: сверить с рисунком пособия. Кадр ниже этот рисунок не заменяет.

Постановка. Очки напоминают, что показ ведёт учитель. Цифр на весах нет.

Постановка. Синее на дне не доказывает, какая была масса. Рисунок опыта: сверить с рисунком пособия.

Открытая чашка

Если газ ушёл из открытой чашки, чашка стала легче. Закон от этого не отменяется: ушедший газ тоже считают. Если что-то извне присоединилось, а посчитали только кусок, который лежал сначала, стрелка тоже обманет. Название газа в заданиях § 11 смотрят в пособии. Ртуть не нагревают, уголь не зажигают, железо с серой не греют.

Постановка. Слева сосуд открыт, справа закрыт. Это не два результата одного опыта.

Как читать запись

Химическое уравнение — условная запись реакции формулами и знаками. Слева пишут, что вступило. Знак «+» значит «и». Справа пишут, что получилось. Между частями готового уравнения в § 11 стоит знак «=», потому что атомов каждого элемента слева и справа поровну.

Одна готовая запись из § 11:

2H2 + O2 = 2H2O.

Её читают так: две молекулы водорода и одна молекула кислорода вступили, получились две молекулы воды. Цифра перед формулой — коэффициент, он показывает число частиц. Маленькая цифра внутри формулы — индекс, он показывает число атомов в одной частице. Коэффициент 1 не пишут: перед O2 его нет. Индекс не меняют. Подбор коэффициентов в других записях — следующий урок.

Постановка. Букв нет. Число шаров с записью 2H2 + O2 = 2H2O не совпадает. Уравнение читают по формуле.

В § 11 у формулы иногда стоит стрелка вниз: это осадок. Стрелка вверх: это газ. Примеры сверяют с пособием. Кислоты и классы оксидов сегодня не разбирают.

Проверь себя

Сначала ответьте сами. Ключ ниже, его лучше закрыть листом. На пункты 4 и 5 не смотрите ответ хотя бы десять минут.

1. Два стакана смешали, появилось синее. Общая масса изменилась? Почему кадр этого не доказывает?
2. Почему общая масса сохраняется, хотя вещества стали другими?
3. Прочитайте 2H2 + O2 = 2H2O: что вступило и что получилось? Чем коэффициент отличается от индекса?
4. По той же записи получилось 4 молекулы воды. Сколько молекул водорода и сколько молекул кислорода вступило?
5. В задании § 11 вступили железо массой 5,6 г и сера массой 3,2 г. Какова масса продукта? Это не ваши весы.
6. Почему чашка с остатком может стать легче, хотя закон не отменён?
7. Почему дома не повторяют показ со стаканами и ничего не нагревают?

Ответы

1. Общая масса не меняется, если взвесить всё до смешивания и всё после. Кадр — постановка: циферблата с цифрами нет, синее на дне массу не показывает.
2. Атомы не исчезают и не возникают. Они меняют соседей. Масса каждого атома та же, поэтому общая масса та же.
3. Вступили водород и кислород, получилась вода. Коэффициент стоит перед формулой и показывает число частиц. Индекс — маленькая цифра внутри формулы. Перед O2 единицы нет: молекула кислорода одна.
4. 4 молекулы водорода и 2 молекулы кислорода. В записи 2 молекулы воды получаются из 2 молекул H2 и 1 молекулы O2. На 4 молекулы воды чисел вдвое больше.
5. 8,8 г. Складывают 5,6 и 3,2. Это числа задания § 11, не результат весов класса. Формулу продукта сегодня не требуют.
6. Часть массы ушла газом, и чашка её уже не держит. Газ из закона не выпадает: его тоже считают. Какой это газ, смотрят в § 11. Ртуть и уголь не греют.
7. Растворы и нагревание остаются в кабинете. Дома ничего не нагревают, не пробуют, банки не открывают и реактивы на весы не ставят.

Дома перепишите 2H2 + O2 = 2H2O и рядом словами напишите, что вступило и что получилось. Второй строкой объясните, почему масса не исчезает, если атомы только меняют соседей. Ничего не нагревайте, не пробуйте, банки не открывайте и реактивы на весы не ставьте.