قانون حفظ كتلة المواد. المعادلات الكيميائية

مدرس الكيمياء ماو "المدرسة الثانوية رقم 12"، كونغور منطقة بيرمفوتييفا ف.

امتحان

الخيار 2

1 خيار

إلى المادية؟

أ) الماء المغلي

أ) تجميد الماء

ب) تحلل الماء بالتيار الكهربائي

ب) احتراق الكبريت

ب) تخمير العصير

ج) إخماد الصودا بالخل

د) ذوبان المعادن

د) ذوبان البارافين

د) حرق الطعام

د) تبخر المحلول الملحي

ه) تقطير الماء

ه) حرق الطعام

ز) التصفية

ز) إطفاء الصودا بالخل

ح) صنع الشاي

ح) اصفرار الأوراق

فحص

الخيار 2

1 خيار

أي من الظواهر المذكورةيشمل إلى المادية؟

أي من الظواهر التالية هي كيميائية (تفاعلات كيميائية)؟

أ) الماء المغلي

ب) احتراق الكبريت

ب) تخمير العصير

د) ذوبان البارافين

د) حرق الطعام

د) تبخر المحلول الملحي

ز) التصفية

ز) إطفاء الصودا بالخل

ح) صنع الشاي

ح) اصفرار الأوراق

دعونا نتذكر!!!

• ما هو التفاعل الكيميائي؟
• ما هي علامات التفاعلات الكيميائية التي تعرفها؟
• ما رأيك يحدث للمواد؟ كمية التغييرات، على سبيل المثال ما يحدث ل كتلة المواد؟
• ماذا ستكون الآراء؟
• الآراء منقسمة. أي واحد منكم على حق؟

ماذا سيكون موضوع الدرس؟

(ماذا يحدث لكتلة من المواد أثناء التفاعلات الكيميائية؟)

• كيف يمكننا معرفة ذلك؟
• (نفذ التجربة، اقرأ في الكتاب المدرسي).

خبرة:

في نظام مغلق، يتم وزن المواد التي تدخل في التفاعل: محاليل كلوريد الباريوم (BaCl 2) وكبريتات المغنيسيوم (MgSO 4) - m1، وكذلك المواد المتكونة نتيجة التفاعل: كبريتات الباريوم (BaSO) 4) وكلوريد المغنيسيوم (MgCl2) - م2.

• ما هي الظاهرة التي لاحظتها؟ لماذا تعتقد ذلك؟
• ماذا حدث لكتلة المواد قبل التفاعل وبعده؟
• ما هو أصغر جسيم للمادة؟
• ما هي الجزيئات التي تتكون منها الجزيئات؟ تذكر التعريف الذرة.
• ماذا تظهر الصيغة الكيميائية؟
• كيف يتم حساب الكتلة المولية، كتلة المادة؟
• لذا لماذا لكن م1=م2؟
• هل يمكنك الإجابة على الفور هذا السؤال؟ لماذا؟ ماذا تريد أن تعرف؟

(ربما تعرف الصيغ الكيميائية – تركيب المواد قبل التفاعل وبعده وانظر كيف يتغير سواء التركيب الذريالمواد قبل التفاعل وبعده؟)

• ما السؤال الذي يطرح نفسه؟

(هل يتغير التركيب الذري للمواد قبل التفاعل وبعده؟)

• ما هو الغرض من درسنا؟

(اكتشف ما إذا كانت الجودة و التكوين الكميالذرات في الكيمياء ردود الفعل؟)

حل المشكلة

لنكتب هذا التفاعل باللغة الروسية ثم باللغة الكيميائية:

كلوريد الباريوم + كبريتات المغنيسيوم كبريتات الباريوم + كلوريد المغنيسيوم

• 1ذرة با 1ذرة ملغ 1ذرة با 1ذرة ملغ
• 2 ذرات Cl 1ذرة س 1ذرة س 2 ذرات Cl
• 4 ذرات يا 4 ذرات يا

قبل رد الفعل بعد رد الفعل

ما الاستنتاج الذي يمكن استخلاصه؟

( الذرات وتكوينها قبل وبعد رد الفعل لم تتغير )

• تؤكد نتائج وزن المواد قبل التفاعل وبعده قانون الحفاظ على الكتلة المواد. يواجه الطلاب قرارًا مهمة إشكالية: لماذا م1=م2؟بفضل تحديث المعرفة المكتسبة سابقا حول بنية المواد، يأتي الطلاب بسهولة نسبيا إلى الاستنتاج التالي: م1 = م2، لأن الذرات و عددهم نتيجة للتحولات الكيميائية لا تتغير، ولكن فقط تتحد بشكل مختلف لتكوين مواد جديدة.

دعونا نتحقق من استنتاجنا بالحسابات:

BaCl 2 + MgSO 4 Ba SO 4 + Mg Cl 2

قبل رد الفعل - م1بعد رد الفعل - م2

ماذا أظهرت الحسابات؟

ماذا أثبتت؟

(م1= م2 ) لماذا؟

قانون الحفظ

كتلة المادة

"كل التغيرات التي تحدث في الطبيعة تكون في حالة بحيث أن ما يؤخذ من جسم ما يضاف إلى جسم آخر نفس الكمية. فإذا نقصت المادة في مكان ما، زادت في مكان آخر..."

دعونا نتذكر

الصيغة الكيميائية – التسجيل التقليدي لتركيب المادة باستخدام الرموز والمؤشرات الكيميائية.

فِهرِس يوضح عدد الذرات في وحدة صيغة المادة.

معامل يوضح عدد الجزيئات غير المتصلة ببعضها البعض

الصيغة الكيميائية

معامل

فِهرِس

5 ح 2 عن

وبناء على هذا القانون يتم عمل المعادلات التفاعلات الكيميائية

باستخدام الصيغ الكيميائية والمعاملات و

علامات رياضية.

معادلة التفاعل

X أ + في في = مع أ.ب

A، B، AB - الصيغ الكيميائية

س، ص، ق - احتمال

الفوسفور + الأكسجين = أكسيد الفوسفور (V).

1.P+O 2 ص 2 +5 يا 5 -2

2 . لنبدأ بالأكسجين.

3. أوه - 2 ذرات على اليسار س- 5 ذرات على اليمين

4. شهادة عدم الممانعة = 10

5. 10: 2 = 5 ف+ 5 يا 2 ص 2 يا 5

6. 10: 5 = 2 ف + 5O 2 2 ص 2 يا 5

7. ب الجانب الأيسريجب وضع المعادلات قبل صيغة الفوسفور

المعامل – 4

4 ف+ 5 يا 2 = 2 ص 2 يا 5

قم بالتمارين:

1. ترتيب المعاملات في تفاعل كيميائي

آل + يا 2 آل 2 يا 3

2. اكتب التفاعل الكيميائي الصيغ الكيميائيةوتعيين المعاملات

هيدروكسيد الحديد (III) + حمض النيتريكنترات الحديد (III) + ماء

عمل مستقل.

المستوى 1:

البحث عن الأخطاء وإصلاحها:

Al + 3HCl تذكير AlCl 3 + 3 ساعات 2

المستوى 2:

رتب المعاملات في مخطط التفاعل الكيميائي:

FeSO 4 + كوه → الحديد (أوه) 2 +ك 2 لذا 4

المستوى 3:

اكتب معادلة التفاعل الكيميائي ورتب المعاملات:

أكسيد الفوسفور (V) + هيدروكسيد الصوديوم ← فوسفات الصوديوم + ماء

الإجابات

المستوى 1:

2 آل+ 6 حمض الهيدروكلوريك 2 AlCl 3 + 3 ح 2

المستوى 2:

FeSO 4 + 2 كوه 😢 الحديد (OH) 2 +ك 2 لذا 4

المستوى 3:

ص 2 يا 5 + 6 هيدروكسيد الصوديوم 2 نا 3 ص.ب. 4 + 3 ح 2 يا

م2 "العرض = 640"

مثل بويل، قام العالم الروسي بتجربة الأجوبة المختومة. ولكن، على عكس بويل، قام لومونوسوف بوزن الأوعية قبل وبعد التكليس دون فتحها. م1=م2

وبعد ساعتين من التسخين، فُتح طرف المعوجة المغلق، وانفجر الهواء الخارجي فيه بشكل صاخب.

وبحسب ملاحظتنا فإن هذه العملية أدت إلى زيادة الوزن بمقدار 8 حبات…” م1 م2

اختبر نفسك

1).م.ف. اكتشف لومونوسوف قانون حفظ كتلة المواد في:

أ.1789 ب.1756 ب.1673

2) تحديد التسلسل الصحيح لقانون حفظ كتلة المواد:

أ - كتلة المواد

ب - كتلة المواد

ب- نتيجة لها

رد فعل G،

د-الناتجة

ه- متساوي

3). الترميز التقليدي للتفاعل الكيميائي هو: أ. الصيغة الكيميائية ب. المعامل

ب. المعادلة الكيميائية د. الفهرس

انعكاس

اختر التعبير الذي يتوافق مع عملك في الدرس:

1. الصبر والعمل سوف يسحقان كل شيء.

2. من الصعب التعلم - من السهل القتال.

3. الجندي السيئ هو الذي لا يحلم بأن يصبح جنرالا.

4. الطريقة الوحيدةيؤدي إلى المعرفة هو النشاط.

5. أي معرفة لها قيمة فقط عندما تجعلنا أكثر نشاطًا.

العمل في المنزل

الصفحات 96-98 § 27، مثال 1(ب)، 2(د)،3(ب)

دعونا نتذكر!!!

• ما هي الظواهر التي تسمى الكيميائية؟
• ما هي الشروط اللازمة لحدوث التفاعل الكيميائي؟
• ما هي العلامات التي يمكننا من خلالها الحكم على حدوث تفاعل كيميائي؟
• كيف نشير إلى تكوين المادة؟
• هل يمكنك الإشارة إلى رد الفعل؟ ما هو موضوع الدرس والغرض منه؟

قانون حفظ الكتلة.

كتلة المواد التي تدخل في التفاعل الكيميائي تساوي كتلة المواد المتكونة نتيجة التفاعل.

قانون حفظ الكتلة حالة خاصة القانون العامالطبيعة - قانون حفظ المادة والطاقة. وبناءً على هذا القانون، يمكن تمثيل التفاعلات الكيميائية باستخدام المعادلات الكيميائية، وذلك باستخدام الصيغ الكيميائية للمواد والمعاملات المتكافئة التي تعكس الكميات النسبية (عدد المولات) للمواد الداخلة في التفاعل.

على سبيل المثال، يتم كتابة تفاعل احتراق الميثان على النحو التالي:

قانون حفظ كتلة المواد

(إم في لومونوسوف، 1748؛ أ. لافوازييه، 1789)

كتلة جميع المواد المشاركة في التفاعل الكيميائي تساوي كتلة جميع منتجات التفاعل.

وتشرح النظرية الذرية الجزيئية هذا القانون على النحو التالي: نتيجة التفاعلات الكيميائية لا تختفي الذرات ولا تظهر، بل يحدث إعادة ترتيبها (أي التحول الكيميائي هو عملية كسر بعض الروابط بين الذرات وتكوين روابط أخرى، وينتج عن ذلك المواد، ويتم الحصول على جزيئات منتجات التفاعل). وبما أن عدد الذرات قبل وبعد التفاعل لم يتغير، فإن عددها الكتلة الإجماليةلا ينبغي أيضا أن تتغير. تم فهم الكتلة على أنها كمية تميز كمية المادة.

في بداية القرن العشرين، تمت مراجعة صياغة قانون الحفاظ على الكتلة فيما يتعلق بظهور النظرية النسبية (أ. أينشتاين، 1905)، والتي بموجبها تعتمد كتلة الجسم على سرعته وقدرته على الحركة. لذلك، لا يميز كمية المادة فحسب، بل حركتها أيضًا. ترتبط الطاقة E التي يتلقاها الجسم بزيادة كتلته m بالعلاقة E = m c 2، حيث c هي سرعة الضوء. ولا تستخدم هذه النسبة في التفاعلات الكيميائية، لأن يتوافق 1 كيلوجول من الطاقة مع تغير في الكتلة بمقدار ~10 -11 جم ولا يمكن قياس m عمليًا. في التفاعلات النووية، حيث تكون E أكبر بحوالي 10 6 مرات مما هي عليه في التفاعلات الكيميائية، يجب أن تؤخذ m في الاعتبار.

استناداً إلى قانون حفظ الكتلة، من الممكن رسم معادلات التفاعلات الكيميائية وإجراء الحسابات باستخدامها. هذا هو أساس التحليل الكيميائي الكمي.

قانون ثبات التركيب

قانون ثبات التكوين ( ج.ل. بروست, 1801 -1808.) - أي مركب محدد نقي كيميائياً، بغض النظر عن طريقة تحضيره، يتكون منه العناصر الكيميائية، ونسب كتلتها ثابتة، و الأرقام النسبيةهُم الذراتيتم التعبير عنها كأعداد صحيحة. هذا هو أحد القوانين الأساسية كيمياء.

قانون ثبات التكوين غير راضٍ عنه بيرثوليدات(مركبات ذات تركيبة متغيرة). ومع ذلك، من أجل التبسيط، يتم كتابة تكوين العديد من Berthollides على أنه ثابت. على سبيل المثال، التكوين أكسيد الحديد (II).مكتوب كـ FeO (بدلاً من الصيغة الأكثر دقة Fe 1-x O).

قانون التركيبة الثابتة

وفقا لقانون ثبات التكوين، أي مادة نقيةله تركيبة ثابتة بغض النظر عن طريقة تحضيره. لذلك يمكن الحصول على أكسيد الكالسيوم بالطرق التالية: بغض النظر عن كيفية الحصول على المادة CaO، فهي تحتوي على تركيبة ثابتة: ذرة كالسيوم واحدة وذرة أكسجين واحدة تشكل جزيء أكسيد الكالسيوم CaO. نحن نحدد الكتلة الموليةساو: نحدد الجزء الكتلي من Ca باستخدام الصيغة: الاستنتاج: في أكسيد نقي كيميائيا جزء الكتلةالكالسيوم دائمًا 71.4% والأكسجين 28.6%.

قانون المضاعفات

قانون النسب المتعددة هو واحد من العناصر الكيميائيةالقوانين كيمياء: إذا اثنين المواد (بسيطأو معقد) تكوين أكثر من مركب مع بعضها البعض، فإن كتل مادة واحدة لكل نفس كتلة مادة أخرى ترتبط الأعداد الصحيحة، عادة صغيرة.

أمثلة

1) يتم التعبير عن تكوين أكاسيد النيتروجين (بالنسبة المئوية بالوزن). الأرقام التالية:

	أكسيد النيتروز N 2 يا	أكسيد النيتريك رقم	أنهيدريد النيتروجين N 2 يا 3	ثاني أكسيد النيتروجين NO 2	أنهيدريد النيتريك N 2 يا 5
خاص O/N

بتقسيم الأرقام الموجودة في النتيجة النهائية على 0.57، نرى أنها في النسبة 1:2:3:4:5.

2) كلوريد الكالسيومأشكال 4 مع الماء هيدرات بلورية، يتم التعبير عن تركيبها بالصيغ: CaCl 2 ·H 2 O، CaCl 2 ·2H 2 O، CaCl 2 ·4H 2 O، CaCl 2 ·6H 2 O، أي في كل هذه المركبات كتلة الماء لكل واحد يرتبط جزيء CaCl 2 بالشكل 1: 2: 4: 6.

قانون العلاقات الحجمية

(جاي لوساك، 1808)

"إن أحجام الغازات التي تدخل في التفاعلات الكيميائية وأحجام الغازات المتكونة نتيجة التفاعل ترتبط ببعضها البعض كأعداد صحيحة صغيرة."

عاقبة. المعاملات المتكافئة في معادلات التفاعل الكيميائي للجزيئات المواد الغازيةوضح النسب الحجمية التي تتفاعل بها المواد الغازية أو يتم إنتاجها.

2CO + O2 × 2CO2

عند أكسدة حجمين من أول أكسيد الكربون (II) بواسطة حجم واحد من الأكسجين، يتكون حجمان ثاني أكسيد الكربون، أي. يتم تقليل حجم خليط التفاعل الأولي بمقدار 1 حجم.

ب) عند تصنيع الأمونيا من العناصر:

ن 2 + 3 س 2  2 نه 3

يتفاعل حجم واحد من النيتروجين مع ثلاثة أحجام من الهيدروجين؛ في هذه الحالة، يتم تشكيل مجلدين من الأمونيا - سينخفض ​​حجم كتلة التفاعل الغازية الأولية بمقدار مرتين.

معادلة كلايبيرون-مندلييف

إذا كتبنا قانون الغازات المجمعة لأي كتلة من أي غاز، نحصل على معادلة كلايبيرون-مندليف:

حيث m هي كتلة الغاز؛ م - الوزن الجزيئي. ع - الضغط. الخامس - الحجم؛ T - درجة الحرارة المطلقة (°K)؛ R هو ثابت الغاز العالمي (8.314 J/(mol K) أو 0.082 l atm/(mol K)).

بالنسبة لكتلة معينة من غاز معين، تكون نسبة m/M ثابتة، لذلك يتم الحصول على قانون الغاز الموحد من معادلة Clayperon-Mendeleev.

ما الحجم الذي سيشغله أول أكسيد الكربون (II) الذي يزن 84 جم عند درجة حرارة 17 درجة مئوية وضغط 250 كيلو باسكال؟

عدد مولات ثاني أكسيد الكربون هو:

 (CO) = m(CO) / M(CO) = 84 / 28 = 3 مول

حجم ثاني أكسيد الكربون في NS يصل إلى

3 22.4 لتر = 67.2 لتر

من قانون الغاز بويل-ماريوت وجاي-لوساك المدمج:

(ف V) / T = (P 0 V 0) / T 2

V (CO) = (P 0 T V 0) / (P T 0) = (101.3 (273 + 17) 67.2) / (250 273) = 28.93 لتر

توضح الكثافة النسبية للغازات عدد المرات التي يكون فيها مول واحد من أحد الغازات أثقل (أو أخف) من مول واحد من غاز آخر.

د أ(ب) = (ب)  (أ) = م (ب) / م (أ)

متوسط ​​الوزن الجزيئي لخليط الغازات يساوي الكتلة الكلية للخليط مقسومة على إجمالي عدد المولات:

م av = (م 1 +.... + م ن) / ( 1 +.... +  ن) = (م 1 ف 1 + .... م ن ف ن) / ( 1 +.. .. +  ن)

قانون حفظ الطاقة : في العزل في النظام، تظل طاقة النظام ثابتة؛ ولا يمكن حدوث سوى التحولات من نوع واحد من الطاقة إلى نوع آخر. في الديناميكا الحرارية لحفظ الطاقة، يتوافق القانون مع القانون الأول للديناميكا الحرارية، والذي يتم التعبير عنه بالمعادلة Q = DU + W، حيث Q هي كمية الحرارة المنقولة إلى النظام، DU هو التغير في الداخل. طاقة النظام W هي العمل الذي يبذله النظام. حالة خاصة لحفظ الطاقة هي قانون هيس.

تمت مراجعة مفهوم الطاقة فيما يتعلق بظهور النظرية النسبية (أ. أينشتاين، 1905): إجمالي الطاقة E يتناسب مع الكتلة m ويرتبط بها بالعلاقة E = mc2، حيث c هي سرعة الضوء. لذلك، يمكن التعبير عن الكتلة بوحدات الطاقة ويمكن صياغة قانون أكثر عمومية لحفظ الكتلة والطاقة: بالإيزو ليرة. في النظام، يكون مجموع الكتلة والطاقة ثابتًا ولا يمكن إجراء سوى التحولات بنسب متكافئة تمامًا لبعض أشكال الطاقة إلى أشكال أخرى والتغيرات ذات الصلة المكافئة في الكتلة والطاقة.

قانون المعادلات

تتفاعل المواد مع بعضها البعض بكميات متناسبة مع معادلاتها. عند حل بعض المهام، يكون من الأنسب استخدام صيغة أخرى لهذا القانون: تتناسب كتل (أحجام) المواد التي تتفاعل مع بعضها البعض مع كتلها المكافئة (أحجامها).

المعادلات: يتم دمج العناصر الكيميائية مع بعضها البعض بكميات محددة بدقة تتوافق مع معادلاتها. التعبير الرياضي لقانون المعادلين لديه العرض التالي: حيث m1 وm2 هما كتلتا المواد المتفاعلة أو الناتجة، m eq(1) وm eq(2) هما الكتلتان المكافئتان لهذه المواد.

على سبيل المثال: كمية معينة من المعدن، كتلتها المكافئة 28 جم/مول، تزيح 0.7 لتر من الهيدروجين من الحمض، مقاسة عند الظروف العادية. تحديد كتلة المعدن. الحل: مع العلم أن الحجم المكافئ للهيدروجين هو 11.2 لتر/مول، فإن النسبة هي: 28 جرام من المعدن يكافئ 11.2 لتر من الهيدروجين x جرام من المعدن يكافئ 0.7 لتر من الهيدروجين. ثم x=0.7*28/11.2= 1.75 جم.

لتحديد الكتلة المكافئة أو المكافئة ليس من الضروري البدء من اتحادها مع الهيدروجين. ويمكن تحديدها من خلال تركيب مركب عنصر معين مع أي عنصر آخر معروف معادله.

على سبيل المثال: عند دمج 5.6 جم من الحديد والكبريت، يتكون 8.8 جم من كبريتيد الحديد. ومن الضروري إيجاد الكتلة المكافئة للحديد وما يعادلها إذا علم أن الكتلة المكافئة للكبريت هي 16 جم/مول. الحل: من شروط المشكلة يترتب على ذلك أنه يوجد في كبريتيد الحديد 8.8-5.6 = 3.2 جم من الكبريت لكل 5.6 جم من الحديد. وفقًا لقانون المعادلات، تتناسب كتل المواد المتفاعلة مع كتلها المكافئة، أي أن 5.6 جم من الحديد يعادل 3.2 جم من الكبريت مكافئ (Fe) يعادل 16 جم/مول كبريت. ويترتب على ذلك أن m3KB(Fe) = 5.6*16/3.2=28 جم/مول. ما يعادل الحديد هو: 3=meq(Fe)/M(Fe)=28 جم/مول:56 جم/مول=1/2. ولذلك فإن ما يعادل الحديد هو 1/2 مول، أي أن 1 مول من الحديد يحتوي على 2 مكافئين.

قانون أفوجادرو

عواقب القانون

النتيجة الطبيعية الأولى لقانون أفوجادرو: مول واحد من أي غاز تحت نفس الظروف يشغل نفس الحجم.

على وجه الخصوص، في ظل الظروف العادية، أي عند 0 درجة مئوية (273 كلفن) و101.3 كيلو باسكال، يكون حجم مول واحد من الغاز 22.4 لترًا. ويسمى هذا الحجم بالحجم المولي للغاز V m. يمكن إعادة حساب هذه القيمة لدرجات الحرارة والضغوط الأخرى باستخدام معادلة Mendeleev-Clapeyron:

.

النتيجة الطبيعية الثانية لقانون أفوجادرو: الكتلة المولية للغاز الأول تساوي ناتج الكتلة المولية للغاز الثاني والكثافة النسبية للغاز الأول بالنسبة للثاني.

كان لهذا الموقف أهمية هائلة لتطوير الكيمياء، لأنه يجعل من الممكن تحديد الوزن الجزئي للأجسام القادرة على الانتقال إلى الحالة الغازية أو البخارية. إذا من خلال منشير إلى الوزن الجزئي للجسم، وبواسطة د- جاذبيته النوعية في حالة البخار ثم النسبة م / ديجب أن تكون ثابتة لجميع الهيئات. وقد أثبتت التجربة أنه بالنسبة لجميع الأجسام المدروسة التي تمر إلى بخار دون تحلل، فإن هذا الثابت يساوي 28.9، إذا انطلقنا عند تحديد الوزن الجزئي من الجاذبية النوعية للهواء مأخوذًا كوحدة، ولكن هذا الثابت سيكون متساويًا إلى 2، إذا أخذنا الوزن النوعي للهيدروجين كوحدة. وبعد أن عيننا هذا الثابت، أو ما هو نفسه، الحجم الجزئي المشترك لجميع الأبخرة والغازات مع، من الصيغة التي لدينا من ناحية أخرى م = العاصمة. نظرًا لأنه من السهل تحديد الثقل النوعي للبخار، يتم استبدال القيمة دفي الصيغة، يتم أيضًا اشتقاق الوزن الجزئي غير المعروف للجسم المحدد.

الكيمياء الحرارية

التأثير الحراري للتفاعل الكيميائي

مادة من ويكيبيديا – الموسوعة الحرة

التأثير الحراري للتفاعل الكيميائي أو التغيير المحتوى الحراريالأنظمة بسبب حدوث تفاعل كيميائي - كمية الحرارة المنسوبة إلى تغير في متغير كيميائي يستقبلها نظام حدث فيه تفاعل كيميائي واكتسبت منتجات التفاعل درجة حرارة المواد المتفاعلة.

ولكي يكون التأثير الحراري بكمية تعتمد فقط على طبيعة التفاعل الكيميائي الجاري، يجب توافر الشروط التالية:

يجب أن يستمر التفاعل إما بحجم ثابت س v (عملية متساوية)، أو عند ضغط ثابت سع( عملية متساوية الضغط).

لا يتم تنفيذ أي عمل في النظام، باستثناء أعمال التوسعة الممكنة عند P = const.

إذا تم تنفيذ التفاعل في ظل ظروف قياسية عند T = 298.15 K = 25 ˚C وP = 1 atm = 101325 Pa، فإن التأثير الحراري يسمى التأثير الحراري القياسي للتفاعل أو المحتوى الحراري القياسي للتفاعل Δ حريال عماني. في الكيمياء الحرارية، يتم حساب الحرارة القياسية للتفاعل باستخدام المحتوى الحراري القياسي للتكوين.

المحتوى الحراري القياسي للتكوين (حرارة التكوين القياسية)

تُفهم حرارة التكوين القياسية على أنها التأثير الحراري لتفاعل تكوين مول واحد من المادة مواد بسيطة، مكوناته، وهي في حالة مستقرة الدول القياسية.

على سبيل المثال، المحتوى الحراري القياسي للتكوين هو 1 مول الميثانمن الكربونو هيدروجينيساوي التأثير الحراري للتفاعل:

C(tv) + 2H2 (g) = CH 4 (g) + 76 كيلوجول/مول.

يُشار إلى المحتوى الحراري القياسي للتكوين بالرمز Δ حفو. هنا المؤشر f يعني التكوين، والدائرة المشطوبة تذكرنا بقرص بليمسول - ما تشير إليه الكمية حالة قياسيةالمواد. غالبًا ما توجد تسمية أخرى للمحتوى الحراري القياسي في الأدبيات - ΔH 298,15 0 حيث يشير 0 إلى الضغط المتساوي لجو واحد (أو بشكل أدق إلى حد ما، للشروط القياسية ) و 298.15 هي درجة الحرارة. في بعض الأحيان يتم استخدام الفهرس 0 للكميات المتعلقة مادة نقية، وينص على أنه من الممكن تعيين الكميات الديناميكية الحرارية القياسية معها فقط عند اختيار مادة نقية كحالة قياسية . يمكن أيضًا اعتبار المعيار، على سبيل المثال، هو حالة المادة الموجودة فيها مخفف للغايةحل. "قرص بليمسول" في هذه الحالة يعني الحالة القياسية الفعلية للمادة، بغض النظر عن اختيارها.

يؤخذ المحتوى الحراري لتكوين المواد البسيطة على أنه يساوي الصفر، وتشير القيمة الصفرية للمحتوى الحراري للتكوين إلى حالة التجميع المستقرة عند T = 298 K. على سبيل المثال، اليودفي الحالة البلورية Δ ح I2(tv) 0 = 0 كيلوجول/مول، وبالنسبة للسائل اليود Δ ح I2(ل) 0 = 22 كيلوجول/مول. إن المحتوى الحراري لتكوين المواد البسيطة في ظل الظروف القياسية هو خصائص الطاقة الرئيسية الخاصة بها.

تم العثور على التأثير الحراري لأي تفاعل على أنه الفرق بين مجموع درجات حرارة تكوين جميع المنتجات ومجموع درجات حرارة تكوين جميع المواد المتفاعلة في هذا التفاعل (النتيجة قانون هيس):

Δ حرد الفعل O = ΣΔ ح f O (المنتجات) - ΣΔ حو يا (الكواشف)

يمكن دمج التأثيرات الكيميائية الحرارية في التفاعلات الكيميائية. المعادلات الكيميائيةوالتي تشير إلى كمية الحرارة المنطلقة أو الممتصة تسمى المعادلات الكيميائية الحرارية. التفاعلات المصحوبة بإطلاق الحرارة في البيئة لها تأثير حراري سلبي وتسمى طاردة للحرارة. التفاعلات المصحوبة بامتصاص الحرارة لها تأثير حراري إيجابي وتسمى ماص للحرارة. يشير التأثير الحراري عادة إلى مول واحد من المادة البادئة المتفاعلة التي يكون معاملها المتكافئ هو الحد الأقصى.

الاعتماد على درجة الحرارة التأثير الحراري(المحتوى الحراري) من التفاعل

لحساب الاعتماد على درجة حرارة المحتوى الحراري للتفاعل، من الضروري معرفة المولي القدرة الحراريةالمواد المشاركة في التفاعل. يتم حساب التغير في المحتوى الحراري للتفاعل مع زيادة درجة الحرارة من T 1 إلى T 2 وفقًا لقانون كيرشوف (من المفترض أنه في الفاصل الزمني المحدددرجات الحرارة، السعات الحرارية المولية لا تعتمد على درجة الحرارة وليس هناك تحولات المرحلة):

إذا حدثت تحولات الطور في نطاق درجة حرارة معين، فمن الضروري عند الحساب مراعاة درجات حرارة التحولات المقابلة، وكذلك التغير في الاعتماد على درجة الحرارة للسعة الحرارية للمواد التي خضعت لمثل هذه التحولات:

حيث ΔC p (T 1 ,T f) هو التغير في السعة الحرارية في نطاق درجة الحرارة من T 1 إلى درجة حرارة انتقال الطور؛ ΔC p (T f ,T 2) هو التغير في السعة الحرارية في نطاق درجة الحرارة من درجة حرارة انتقال الطور إلى درجة الحرارة النهائية، وT f هي درجة حرارة انتقال الطور.

الانثالبي القياسي للاحتراق

المحتوى الحراري القياسي للاحتراق - Δ حهور o هو التأثير الحراري لتفاعل احتراق مول واحد من مادة ما في الأكسجين لتكوين أكاسيد فيها أعلى درجةأكسدة. يفترض أن حرارة احتراق المواد غير القابلة للاحتراق صفر.

الانثالبي القياسي للمحلول

المحتوى الحراري القياسي للحل - Δ حالمحلول هو التأثير الحراري لعملية إذابة مول واحد من المادة في كمية كبيرة لا متناهية من المذيب. يتكون من حرارة الدمار شعرية الكريستالوالدفء الترطيب(أو الحرارة المحلولللمحاليل غير المائية) التي يتم إطلاقها نتيجة تفاعل جزيئات المذيب مع جزيئات أو أيونات المذاب مع تكوين مركبات ذات تركيبة متغيرة - الهيدرات (المذابات). عادة ما يكون تدمير الشبكة البلورية عملية ماصة للحرارة - Δ ح resh > 0، والترطيب الأيوني طارد للحرارة، Δ حهيدرو< 0. В зависимости от соотношения значений Δحريش و Δ حيمكن أن يكون المحتوى الحراري للذوبان موجبًا أو قيمة سلبية. لذلك انحلال البلوري هيدروكسيد البوتاسيوميرافقه إطلاق الحرارة:

Δ حيذوبKOH س = Δ حقرر + Δ حهيدروك +o + Δ حهيدروه −о = −59 كيلو جول/مول

تحت المحتوى الحراري للترطيب - Δ حيشير الهيدرو إلى الحرارة المنطلقة عند مرور 1 مول من الأيونات من الفراغ إلى المحلول.

المحتوى الحراري القياسي للتحييد

المحتوى الحراري القياسي للتحييد - Δ حالمحتوى الحراري المتعادل لتفاعل الأحماض والقواعد القوية لتكوين 1 مول من الماء في الظروف القياسية:

حمض الهيدروكلوريك + NaOH = NaCl + H2O

H + + OH − = H 2 O, ΔH محايد ° = −55.9 كيلوجول/مول

المحتوى الحراري القياسي للتحييد للمحاليل المركزة إلكتروليتات قويةيعتمد على تركيز الأيونات، بسبب التغير في قيمة ΔH لترطيب الأيونات عند التخفيف.

المحتوى الحراري

المحتوى الحراريهي خاصية للمادة التي تشير إلى كمية الطاقة التي يمكن تحويلها إلى حرارة.

المحتوى الحراري- هذا خاصية الديناميكا الحراريةمادة تشير إلى مستوى الطاقة المخزنة في تركيبها الجزيئي. وهذا يعني أنه على الرغم من أن المادة قد تحتوي على طاقة تعتمد على درجة الحرارة والضغط، إلا أنه لا يمكن تحويلها كلها إلى حرارة. يبقى جزء من الطاقة الداخلية دائمًا في المادة ويحافظ على بنيتها الجزيئية. جزء الطاقة الحركيةلا يمكن الوصول إلى المادة عندما تقترب درجة حرارتها من درجة الحرارة المحيطة. ولذلك، فإن المحتوى الحراري هو كمية الطاقة المتاحة لتحويلها إلى حرارة عند درجة حرارة وضغط معينين. وحدات الانثالبي- بريطانية الوحدة الحراريةأو جول للطاقة ووحدة حرارية بريطانية/رطل أو J/كجم لطاقة محددة.

كمية الانثالبي

كمية المحتوى الحراريالمادة تعتمد على درجة حرارتها المعينة درجة الحرارة هذه- هذه هي القيمة التي يختارها العلماء والمهندسون كأساس للحسابات. إنها درجة الحرارة التي يكون عندها المحتوى الحراري للمادة صفر J. وبعبارة أخرى، لا تحتوي المادة على طاقة متاحة يمكن تحويلها إلى حرارة. درجة الحرارة هذه مواد مختلفةمختلف. على سبيل المثال، درجة حرارة الماء هذه هي النقطة الثلاثية (0 درجة مئوية)، والنيتروجين -150 درجة مئوية، والمبردات القائمة على الميثان والإيثان -40 درجة مئوية.

إذا كانت درجة حرارة المادة أعلى من درجة حرارتها المعطاة أو تغيرت حالتها إلى الحالة الغازية عند درجة حرارة معينة، يتم التعبير عن المحتوى الحراري كرقم موجب. وعلى العكس من ذلك، عند درجة حرارة أقل من ذلك، يتم التعبير عن المحتوى الحراري للمادة كرقم سالب. يستخدم المحتوى الحراري في الحسابات لتحديد الفرق في مستويات الطاقة بين حالتين. وهذا ضروري لتكوين المعدات وتحديدها معاملعمل مفيد لهذه العملية.

غالبًا ما يتم تعريف المحتوى الحراري على أنه الطاقة الكلية للمادةحيث أنها تساوي مجموع طاقتها الداخلية (u) في حالة معينة بالإضافة إلى قدرتها على بذل شغل (pv). ولكن في الواقع لا يشير المحتوى الحراري الطاقة الكاملةالمواد عند درجة حرارة معينة فوق الصفر المطلق (-273 درجة مئوية). لذلك، بدلاً من تعريف المحتوى الحراري على أنه الحرارة الإجمالية للمادة، يتم تعريفه بشكل أكثر دقة على أنه إجمالي كمية الطاقة المتاحة للمادة التي يمكن تحويلها إلى حرارة. ح = يو + الكهروضوئية

الطاقة الداخلية

الطاقة الداخلية للجسم (يشار إليها بـ E أو U) هي مجموع طاقات التفاعلات الجزيئية والحركات الحرارية للجزيء. الطاقة الداخلية هي وظيفة فريدة لحالة النظام. وهذا يعني أنه عندما يجد النظام نفسه في حالة معينة، فإن طاقته الداخلية تأخذ القيمة الكامنة في هذه الحالة، بغض النظر عن التاريخ السابق للنظام. ولذلك التغيير الطاقة الداخليةعند الانتقال من حالة إلى أخرى سيكون دائمًا مساويًا للفرق بين قيمه في الحالة النهائية والحالة الأولية، بغض النظر عن المسار الذي تم من خلاله الانتقال.

لا يمكن قياس الطاقة الداخلية للجسم بشكل مباشر. يمكنك فقط تحديد التغير في الطاقة الداخلية:

جلبت إلى الجسم حرارة، تقاس في جول

- وظيفةيؤديها جسم ضد قوى خارجية، وتقاس بالجول

هذه الصيغة هي تعبير رياضي القانون الأول للديناميكا الحرارية

ل العمليات شبه الساكنةالعلاقة التالية تحمل:

-درجة حرارة، تقاس في كلفن

-إنتروبيا، تقاس بالجول / كلفن

-ضغط، تقاس في بسكالس

-الإمكانات الكيميائية

عدد الجزيئات في النظام

الغازات المثالية

وفقا لقانون جول، المشتق تجريبيا، الطاقة الداخلية الغاز المثاليلا يعتمد على الضغط أو الحجم. وبناء على هذه الحقيقة، يمكننا الحصول على تعبير للتغير في الطاقة الداخلية للغاز المثالي. حسب التعريف السعة الحرارية الموليةبحجم ثابت، . وبما أن الطاقة الداخلية للغاز المثالي هي دالة فقط لدرجة الحرارة

.

تنطبق نفس الصيغة أيضًا لحساب التغير في الطاقة الداخلية لأي جسم، ولكن فقط في العمليات ذات الحجم الثابت ( العمليات المتساوية); V حالة عامة ج V (ت,V) هي دالة لكل من درجة الحرارة والحجم.

إذا أهملنا التغير في السعة الحرارية المولية مع التغير في درجة الحرارة نحصل على:

Δ ش = ν ج V Δ ت,

حيث ν هي كمية المادة، Δ ت- تغير درجة الحرارة.

الطاقة الداخلية للمادة والجسم والنظام

(اليونانية: ένέργια - نشاط, طاقة). الطاقة الداخلية هي جزء (إجمالي طاقة الجسم أنظمة): الهاتف = الهاتف ه + الهاتف ك + شص الهاتف ه - ، أينالطاقة الحركية العيانيةحركة الهاتف ك - أنظمة,الطاقة المحتملة ، بسبب وجود قوى خارجيةالحقول ش(الجاذبية، الكهربائية، الخ.) المواد- الطاقة الداخلية . الطاقة الداخلية ، الهيئات ، أنظمة الهيئات -وظيفة ولاية ، يُعرّف بأنه إجمالي احتياطي الطاقة للحالة الداخلية للمادة أو الجسم أو النظام الذي يتغير (يُطلق) في عمليةكيميائية ردود الفعلونقل الحرارة والأداء عمل. مكونات الطاقة الداخلية: (أ) الطاقة الحركية الحراريةاحتمالية حركة الجزيئات (الذرات، الجزيئات،الأيونات إلخ) التي تشكل المادة (الجسم، النظام)؛(ب) الطاقة الكامنة للجزيئات بسبب جزيئاتها تفاعل; (ج) طاقة الإلكترونات في الأغلفة الإلكترونية والذرات والأيونات؛(د) الطاقة النووية. لا ترتبط الطاقة الداخلية بعملية تغيير حالة النظام. مع أي تغييرات في النظام، تظل الطاقة الداخلية للنظام مع بيئته ثابتة. أي أن الطاقة الداخلية لا تضيع ولا تكتسب. وفي الوقت نفسه، يمكن أن تنتقل الطاقة من جزء من النظام إلى جزء آخر أو يتم تحويلها من جزء آخرأشكال إلى آخر. هذه إحدى الصيغقانون حفظ الطاقة - القانون الأول للديناميكا الحرارية. يمكن تحويل جزء من الطاقة الداخلية إلى عمل. هذا الجزء من الطاقة الداخلية يسمى الطاقة الحرة - .

ز

. (في المركبات الكيميائيةيطلق عليه الكيميائية محتمل). أما بقية الطاقة الداخلية التي لا يمكن تحويلها إلى شغل فتسمى الطاقة المرتبطة - إجمالي طاقة الجسمدبليو بإنتروبيا الانتروبيا (من - اليونانية ἐντροπία - تحويل، تحويل) إلىالعلوم الطبيعية - مقياس الاضطراب، تتكون من العديد عناصر. على وجه الخصوص، في الفيزياء الإحصائيةيقيس الاحتمالات تنفيذ أي دولة مجهرية. Vالتاريخ البديل (الثبات و التقلبعملية تاريخية).

الشريحة 2

الطريق الوحيد المؤدي إلى المعرفة هو العمل.

أهداف الدرس: تعليمية - إثبات قانون حفظ كتلة المواد تجريبياً. وبناء على هذا القانون يتم تكوين مفهوم التوازن المادي للتفاعل الكيميائي. تكوين مفهوم لمعادلة التفاعل الكيميائي كتدوين تقليدي يعكس تحولات المواد. التنموية - تنمية القدرة على طرح المشكلات البسيطة وصياغة الفرضيات وتنفيذها اختبار تجريبي; تحسين المهارات في العمل مع المعدات والكواشف المخبرية. تنمية القدرة على التفكير المنطقي. التعليمية - لمواصلة تشكيل النظرة العلمية للطلاب؛ تنمية الكفاءة التواصلية، وكذلك الملاحظة والاهتمام والمبادرة. باستخدام مثال حياة وعمل M. V. Lomonosov، تنمية الاهتمام بدراسة الكيمياء.

الشريحة 3

اكتشاف قانون حفظ كتلة المواد

1789 روبرت بويل 1673 1748 إم في لومونوسوف أنطوان لافوازييه

الشريحة 4

أجرى بويل العديد من التجارب على تكليس المعادن في معوجات محكمة الغلق وفي كل مرة تبين أن كتلة المقياس كانت المزيد من الكتلةالمعدن المتصلب.

الشريحة 5

الشريحة 6

العالم الروسي م.ف. اقترح لومونوسوف أن التجربة الحسية تخدعنا. وفي 5 يوليو 1748، كتب في رسالة إلى ليونارد أويلر:

الشريحة 7

"كل التغيرات التي تحدث في الطبيعة تكون في حالة بحيث أن ما يؤخذ من جسم ما يضاف إلى جسم آخر نفس الكمية. فإذا نقصت المادة في مكان ما، فإنها ستزداد في مكان آخر؛ بغض النظر عن عدد الساعات التي يقضيها شخص ما في الوقفة الاحتجاجية، سيتم أخذ نفس القدر من النوم ..."

الشريحة 8

"كتلة المواد التي تدخل في التفاعل تساوي كتلة المواد المتكونة نتيجة التفاعل" - صياغة حديثةقانون حفظ كتلة المواد.

الشريحة 9

الشريحة 10

فقط في عام 1756 تمكن لومونوسوف من اختبار النظرية تجريبيًا قانون مفتوحالحفاظ على كتلة المواد. مثل بويل، قام العالم الروسي بتجربة الأجوبة المختومة. ولكن، على عكس بويل، قام لومونوسوف بوزن الأوعية قبل وبعد التكليس دون فتحها.

الشريحة 11

الشريحة 12

في وقت لاحق من ذلك بكثير، هذا القانون، بغض النظر عن M.V. تم اكتشاف لومونوسوف من قبل العالم الفرنسي أ. لافوازييه.

الشريحة 13

الشريحة 14

الصيغة الكيميائية هي تسجيل تقليدي لتركيب المادة باستخدام الرموز والمؤشرات الكيميائية. يوضح الفهرس عدد الذرات في وحدة صيغة المادة.

يوضح المعامل عدد جزيئات 5H2O غير المرتبطة ببعضها البعض. معامل الصيغة الكيميائية. وبناء على هذا القانون، يتم تجميع معادلات التفاعل الكيميائي باستخدام الصيغ الكيميائية والمعاملات والعلامات الرياضية. قانون حفظ الكتلة هو أساس الحسابالعمليات الفيزيائية في جميع المجالاتالنشاط البشري . لا يختلف الفيزيائيون أو الكيميائيون أو ممثلو العلوم الأخرى في صحتها. هذا القانون، مثل المحاسب الصارم، يراقب الامتثالالكتلة الدقيقة

المادة قبل وبعد تفاعلها مع مواد أخرى. يعود شرف اكتشاف هذا القانون إلى العالم الروسي إم.في لومونوسوف.

الأفكار الأولية حول تكوين المواد ظلت بنية المادة لغزا لأي شخص لعدة قرون.فرضيات مختلفة أثارت عقول العلماء وشجعت الحكماء على الدخول في مناظرات طويلة لا معنى لها. جادل أحدهم بأن كل شيء يتكون من النار، والآخر دافع عن وجهة نظر مختلفة تماما. إن نظرية الحكيم اليوناني القديم ديموقريطوس القائلة بأن جميع المواد تتكون من مواد صغيرة وغير مرئية للعين، تومض عبر كتلة النظريات وتم نسيانها بشكل غير مستحق.جزيئات صغيرة

المواد. وقد أطلق عليها ديموقريطوس اسم "الذرات"، والتي تعني "غير قابلة للتجزئة". ولسوء الحظ، فقد تم نسيان افتراضه لمدة تصل إلى 23 قرنا.

الكيمياء في الأساس، كانت البيانات العلمية في العصور الوسطى مبنية على التحيزات والأفكار المسبقةتكهنات مختلفة . نشأت الخيمياء وانتشرت على نطاق واسع، وكانت عبارة عن مجموعة من المعرفة العملية المتواضعة، بنكهة وثيقة من النظريات الأكثر روعة. على سبيل المثال،العقول الشهيرة في ذلك الوقت حاولوا تحويل الرصاص إلى ذهب والعثور على المجهولحجر الفيلسوف ‎الشفاء من جميع الأمراض. خلال عملية البحث، تراكمت تدريجياالخبرة العلمية يتكون من العديد من ردود الفعل غير المبررةالعناصر الكيميائية . على سبيل المثال، وجد أن العديد من المواد، التي سميت فيما بعد بالبسيطة، لا تتحلل. وهكذا ولدت من جديدالنظرية القديمة

حول جزيئات المادة غير القابلة للتجزئة. لقد تطلب الأمر جهدًا كبيرًا لتحويل مخزن المعلومات هذا إلى نظرية متماسكة ومنطقية.

نظرية لومونوسوف دقيقالطريقة الكمية إن أبحاث الكيمياء مدين للعالم الروسي إم.في لومونوسوف. لقدرات رائعة وبجده حصل على لقب أستاذ الكيمياء وأصبح عضوا فيهالخيال العلمي. مع ذلك، تم تنظيم أول مختبر كيميائي حديث في البلاد، حيث تم اكتشاف القانون الشهير للحفاظ على كتلة المواد.

في عملية دراسة تدفق التفاعلات الكيميائية، وزن لومونوسوف الأولي المواد الكيميائيةوالمنتجات التي ظهرت بعد التفاعل. وفي الوقت نفسه، اكتشف وصاغ قانون الحفاظ على كتلة المادة. في القرن السابع عشر، كان مفهوم الكتلة غالبًا ما يتم الخلط بينه وبين مصطلح "الوزن". لذلك، كانت كتل المواد تسمى في كثير من الأحيان "المقاييس". قرر لومونوسوف أن بنية المادة تعتمد بشكل مباشر على الجزيئات التي بنيت منها. إذا كانت تحتوي على جزيئات من نفس النوع، فإن العالم يطلق على هذه المادة اسم بسيط. مع تكوين غير متجانس من الجسيمات، اتضح مُجَمَّع. سمحت هذه البيانات النظرية للومونوسوف بصياغة قانون حفظ الكتلة.

تعريف القانون

بعد تجارب عديدة، أنشأ M. V. Lomonosov قانونا، وكان جوهره على النحو التالي: وزن المواد التي دخلت التفاعل يساوي وزن المواد التي نتجت عن التفاعل.

في العلوم الروسية، تسمى هذه الفرضية "قانون لومونوسوف في الحفاظ على كتلة المواد".

تمت صياغة هذا القانون في عام 1748، وتم إجراء التجارب الأكثر دقة لتفاعل إطلاق المعادن في الأوعية المغلقة في عام 1756.

تجارب لافوازييه

اكتشف العلم الأوروبي قانون حفظ الكتلة بعد نشر وصف لأعمال العظماء الكيميائي الفرنسيأنطوان لافوازييه.

قام هذا العالم بتطبيق المفاهيم النظرية بجرأة و الطرق الفيزيائيةذلك الوقت، مما سمح له بالتطور التسميات الكيميائيةوإنشاء سجل لجميع المواد الكيميائية المعروفة في ذلك الوقت.

أثبت لافوازييه من خلال تجاربه أنه في عملية أي تفاعل كيميائي يتم مراعاة قانون الحفاظ على كتلة المواد التي تدخل في المركب. بالإضافة إلى ذلك، قام بتوسيع نطاق قانون الحفظ ليشمل كتلة كل عنصر من العناصر التي شاركت في التفاعل كجزء من المواد المعقدة.

وهكذا فإن سؤال من اكتشف قانون حفظ كتلة المواد يمكن الإجابة عليه بطريقتين. كان إم في لومونوسوف أول من أجرى التجارب التي أظهرت بوضوح قانون الحفظ وأخضعته الأساس النظري. لافوازييه في عام 1789، بشكل مستقل عن العالم الروسي، اكتشف بشكل مستقل قانون الحفاظ على الكتلة ووسع مبدأه ليشمل جميع العناصر المشاركة في التفاعل الكيميائي.

الكتلة والطاقة

في عام 1905، أظهر العالم العظيم أ. أينشتاين العلاقة بين كتلة المادة وطاقتها. وتم التعبير عن ذلك بالصيغة:

تؤكد معادلة أينشتاين قانون حفظ الكتلة والطاقة. هذه النظريةينص على أن كل الطاقة لها كتلة، والتغير في هذه الطاقة يؤدي إلى تغير في كتلة الجسم. الطاقة الكامنة لأي جسم عالية جدًا، ولا يمكن إطلاقها إلا في ظل ظروف خاصة.

قانون حفظ الكتلة صالح لأي أجسام من الكون الصغير والكبير. أي تفاعل كيميائي يشارك في تحويل الطاقة الداخلية للمادة. لذلك، عند حساب كتلة المواد المشاركة في التفاعلات الكيميائية، سيكون من الضروري أن نأخذ في الاعتبار زيادة أو فقدان الكتلة الناتج عن إطلاق أو امتصاص الطاقة في تفاعل معين. في الواقع، هذا التأثير في العالم الكبير غير مهم للغاية بحيث يمكن تجاهل مثل هذه التغييرات.

12.02.2015 5575 688 خيرولينا ليليا إيفجينييفنا

الغرض من الدرس: تكوين مفهوم قانون حفظ الكتلة وتعليم كيفية تكوين معادلات التفاعل
أهداف الدرس:
التعليمية: إثبات وصياغة قانون حفظ كتلة المواد تجريبيا.
التطويرية: إعطاء مفهوم المعادلة الكيميائية كتسجيل مشروط للتفاعل الكيميائي باستخدام الصيغ الكيميائية؛ البدء في تطوير المهارات في كتابة المعادلات الكيميائية
التعليمية: غرس الاهتمام بالكيمياء، وتوسيع آفاقك

تقدم الدرس
I. اللحظة التنظيمية
ثانيا. المسح الأمامي:
- ما هي الظواهر الفيزيائية؟
- ماذا حدث الظواهر الكيميائية?
- أمثلة على الظواهر الفيزيائية والكيميائية
- شروط حدوث التفاعلات الكيميائية
ثالثا. تعلم مواد جديدة

صياغة قانون حفظ الكتلة: كتلة المواد المتفاعلة تساوي كتلة المواد المتكونة.
من وجهة نظر العلوم الذرية الجزيئية، يفسر هذا القانون بحقيقة أنه أثناء التفاعلات الكيميائية، لا يتغير العدد الإجمالي للذرات، ولكن يحدث إعادة ترتيبها فقط.

قانون حفظ كتلة المواد هو القانون الأساسي للكيمياء، وعلى أساسه تتم جميع حسابات التفاعلات الكيميائية. ومع اكتشاف هذا القانون ظهر الكيمياء الحديثةكيف العلم الدقيق.
تم اكتشاف قانون حفظ الكتلة نظريًا في عام 1748 وتم تأكيده تجريبيًا في عام 1756 على يد العالم الروسي إم.في. لومونوسوف.
أخيرًا أقنع العالم الفرنسي أنطوان لافوازييه عام 1789 العالم العلمي بعالمية هذا القانون. استخدم كل من لومونوسوف ولافوازييه غاية مقاييس دقيقة. وقاموا بتسخين المعادن (الرصاص والقصدير والزئبق) في أوعية محكمة الغلق ووزنوا المواد الأولية ومنتجات التفاعل.

المعادلات الكيميائية
يستخدم قانون حفظ كتلة المواد عند صياغة معادلات التفاعلات الكيميائية.
المعادلة الكيميائية هي تمثيل تقليدي للتفاعل الكيميائي باستخدام الصيغ والمعاملات الكيميائية.
هيا نشاهد فيديو - تجربة: تسخين خليط من الحديد والكبريت.
نتيجة ل التفاعل الكيميائيالكبريت والحديد يتم الحصول على مادة - كبريتيد الحديد (II) - تختلف عن الخليط الأصلي. لا يمكن اكتشاف الحديد ولا الكبريت فيه بصريًا. ومن المستحيل أيضًا فصلهما باستخدام المغناطيس. لقد حدث تغير كيميائي.
تسمى المواد الأولية التي تشارك في التفاعلات الكيميائية الكواشف.
تسمى المواد الجديدة التي تتشكل نتيجة التفاعل الكيميائي بالمنتجات.
دعونا نكتب التفاعل المستمر على شكل معادلة التفاعل الكيميائي:
الحديد + S = الحديدS
خوارزمية لتكوين معادلة التفاعل الكيميائي
لنقم بإنشاء معادلة للتفاعل الكيميائي بين الفوسفور والأكسجين
1. على الجانب الأيسر من المعادلة نكتب الصيغ الكيميائية للكواشف (المواد التي تتفاعل). يتذكر! جزيئات معظم المواد الغازية البسيطة هي ثنائية الذرة - H2؛ N2؛ O2؛ F2؛ Cl2؛ ر2؛ I2. بين الكواشف نضع علامة "+" ثم السهم:
ف + O2 →
2. على الجانب الأيمن (بعد السهم) نكتب الصيغة الكيميائية للمنتج (المادة المتكونة أثناء التفاعل). يتذكر! يجب تجميع الصيغ الكيميائية باستخدام تكافؤ ذرات العناصر الكيميائية:

ف + O2 → P2O5

3. وفقا لقانون حفظ كتلة المواد، يجب أن يكون عدد الذرات قبل التفاعل وبعده متساويا. ويتم تحقيق ذلك عن طريق وضع المعاملات أمام الصيغ الكيميائية للكواشف ومنتجات التفاعل الكيميائي.
أولا، يتم مساواة عدد الذرات الموجودة في المواد المتفاعلة (المنتجات).
في في هذه الحالةهذه هي ذرات الأكسجين.
أوجد المضاعف المشترك الأصغر لعدد ذرات الأكسجين في الجانبين الأيمن والأيسر من المعادلة. أصغر مضاعف لذرات الصوديوم هو -10 :
ونوجد المعاملات عن طريق قسمة أصغر مضاعف على عدد ذرات نوع معين، ونضع الأرقام الناتجة في معادلة التفاعل:
قانون حفظ كتلة المادة غير راضٍ، نظرًا لأن عدد ذرات الفسفور في المواد المتفاعلة ونواتج التفاعل غير متساوٍ، فإننا نتصرف بشكل مشابه للوضع مع الأكسجين:
نحصل على الشكل النهائي لمعادلة التفاعل الكيميائي. نستبدل السهم بعلامة المساواة. تحقق قانون حفظ كتلة المادة :
4P + 5O2 = 2P2O5

رابعا. توحيد
V.D/ض

تحميل المواد

راجع الملف القابل للتنزيل للحصول على النص الكامل للمادة.
تحتوي الصفحة على جزء فقط من المادة.