Maddenin korunumu yasası, uygulamalar, deneyler ve örnekler

madde veya kütlenin korunumu yasası Herhangi bir kimyasal reaksiyonda maddenin yaratılmadığını veya imha edilmediğini belirtir. Bu yasa, atomların bu tür reaksiyonlarda bölünemez parçacık olması gerçeğine dayanmaktadır; Nükleer reaksiyonlarda atomlar parçalanır, bu yüzden kimyasal reaksiyonlar olarak kabul edilmezler.. 

Eğer atomlar yok edilmezse, o zaman bir element veya bileşik reaksiyona girdiğinde, reaksiyondan önce ve sonra atomların sayısı sabit tutulmalıdır; İlgili reaktifler ve ürünler arasında sabit bir kütle miktarına dönüşür..

Madde kaybına neden olan herhangi bir sızıntı yoksa, bu her zaman böyledir; fakat eğer reaktör hava geçirmez şekilde kapatılırsa, hiçbir atom "kaybolmaz" ve bu nedenle yüklü kütle reaksiyondan sonra kütleye eşit olmalıdır.

Eğer ürün katı ise, diğer taraftan, kütlesi oluşumu için gerekli olan reaktiflerin toplamına eşit olacaktır. Aynı şekilde sıvı veya gaz ürünlerle de olur, ancak elde edilen kütleleri ölçerken hata yapma eğilimi daha yüksektir.

Bu yasa, Antoine Lavoisier gibi bazı ünlü kimyagerlerin katkılarıyla güçlendirilen, geçmiş yüzyıllardaki deneylerden doğmuştur..

A ve B arasındaki reaksiyonu göz önünde bulundurun₂ AB kurmak₂ (en iyi resim) Maddenin korunumu yasasına göre, AB kütlesi₂ A ve B kütlelerinin toplamına eşit olmalıdır₂, Sırasıyla. O zaman, 37 g A, 13 g B ile reaksiyona girerse₂, ürün AB₂ 50g ağırlığında olmalı.

Bu nedenle, kimyasal bir denklemde, tepkenlerin kütlesi (A ve B)₂) her zaman ürünlerin kütlesine eşit olmalıdır (AB₂).

Az önce tarif edilene çok benzeyen bir örnek, pas veya pas gibi metalik oksit oluşumudur. Pas demirden daha ağırdır (öyle görünmese de), çünkü metal oksit üretmek için bir oksijen kütlesi ile reaksiyona girmiştir..

indeks

• 1 Maddenin veya kütlenin korunumu yasası nedir?
  • 1.1 Lavoisier'in katkısı
• 2 Bu yasa kimyasal bir denklemde nasıl uygulanır??
  • 2.1 Temel ilkeler
  • 2.2 Kimyasal denklem
• 3 Yasayı gösteren deneyler
  • 3.1 Metallerin Yakılması
  • 3.2 Oksijen salınımı
• 4 Örnek (pratik alıştırmalar)
  • 4.1 Civa monoksitin ayrışması
  • 4.2 Magnezyum şeridinin yakılması
  • 4.3 Kalsiyum hidroksit
  • 4.4 Bakır oksit
  • 4.5 Sodyum klorür oluşumu
• 5 Kaynakça

Maddenin veya kütlenin korunumu yasası nedir?

Bu yasa, kimyasal bir tepkimenin, tepkenlerin kütlesinin, ürünlerin kütlesine eşit olduğunu belirtir. Yasa, Julius Von Mayer (1814-1878) tarafından ilan edildiği gibi "madde ne yaratılmıyor ne de yok ediliyor, her şey dönüştürülüyor" ifadesiyle ifade ediliyor..

Yasa, bağımsız olarak 1745'te Mikhail Lamanosov ve 1785'te Antoine Lavoisier tarafından hazırlandı. Lamanósov'un Kütlenin Korunması Yasası üzerine yaptığı araştırmalar, Lavoisier’in hakaretlerini yendiğinde, Avrupa'da tanınmıyordu. Rusça yazılmış olduğu için.

1676'da Robert Boyle tarafından yapılan deneyler, bir malzemenin açık bir kapta yakıldığı zaman malzemenin ağırlığını arttırdığını; belki de malzemenin yaşadığı dönüşümden dolayı.

Lavoiser'in, sınırlı miktarda hava girişine sahip kaplarda malzemelerin yakılması konusundaki deneyleri, ağırlıkça bir kazanç göstermiştir. Bu sonuç Boyle tarafından elde edilen sonuçlara göre yapıldı..

Lavoisier'in Katkısı

Ancak, Lavoisier'in vardığı sonuç farklıydı. Yakma işlemi sırasında havadan bir miktar kütlenin çıkarıldığını, bu da yakma işlemine maruz kalan malzemelerde gözlenen kütlenin artışını açıklayacağını düşünüyordu..

Lavoiser, yakma sırasında metallerin kütlesinin sabit kaldığını ve kapalı kaplardaki yakmanın azaltılmasının, ısının üretilmesiyle ilgili bir sözde öz olan bir flojistodaki (kullanılmayan konsept) azalmanın neden olmadığını düşündü.

Lavoiser, gözlenen azalmaya, kapalı kaplardaki gaz konsantrasyonundaki bir azalmanın neden olduğunu belirtti..

Bu yasa kimyasal bir denklemde nasıl uygulanır??

Kütlenin korunumu yasası, stokiyometride aşkın bir öneme sahiptir, ikincisini, reaktifler ile kimyasal reaksiyonda bulunan ürünler arasındaki nicel ilişkilerin hesaplanması olarak tanımlamaktadır..

Stokiyometri prensipleri 1792 yılında, bir reaksiyonda yer alan kimyasal elementlerin nicel oranlarını veya kütle ilişkilerini ölçen bilim olarak tanımlayan Jeremías Benjamín Richter (1762-1807) tarafından duyurulmuştur..

Kimyasal bir tepkimede, müdahale eden maddelerin bir modifikasyonu vardır. Ürünleri elde etmek için reaktanların veya reaktanların tüketildiği gözlenmektedir..

Kimyasal reaksiyon sırasında atomlar arasında bağ kopması ve yeni bağların oluşumu vardır; ancak reaksiyona katılan atomların sayısı değişmeden kalır. Maddenin korunumu yasası olarak bilinen şey budur..

Temel ilkeleri

Bu Kanun iki temel ilkeyi ima eder:

-Her tipteki toplam atom sayısı, reaktiflerde (reaksiyondan önce) ve ürünlerde (reaksiyondan sonra) eşittir..

-Reaksiyondan önceki ve sonraki elektrik yüklerinin toplamı sabit kalır.

Bunun nedeni, atom altı parçacıkların sayısının sabit kalmasıdır. Bu parçacıklar elektrik yükü olmayan nötronlar, pozitif yükü (+) olan protonlar ve negatif yükü (-) olan elektronlardır. Dolayısıyla, elektrik yükü bir reaksiyon sırasında değişmez.

Kimyasal denklem

Yukarıdakileri söyleyerek, bir denklem aracılığıyla kimyasal reaksiyonu temsil ederken (ana görüntüdeki gibi), temel ilkelere uyulmalıdır. Kimyasal denklem, farklı elementlerin veya atomların sembollerini veya temsillerini ve bunların reaksiyondan önce veya sonra moleküllerde nasıl gruplandırıldığını kullanır..

Örnek olarak tekrar aşağıdaki denklem kullanılacaktır:

A + B₂    => AB₂

Alt simge, öğelerin sağ tarafına yerleştirilen bir sayıdır (B)₂ ve AB₂) alt kısmında, bir molekülde bulunan bir elementin atom sayısını gösterir. Bu sayı, orjinalinden farklı olarak yeni bir molekül üretimi olmadan değiştirilemez..

Stokiyometrik katsayı (A, ve türlerin geri kalanında 1), bir reaksiyonda yer alanların sayısını gösteren, atomların veya moleküllerin sol kısmına yerleştirilen bir sayıdır..

Kimyasal bir denklemde, eğer reaksiyon geri döndürülemez ise, reaksiyonun yönünü gösteren tek bir ok yerleştirilir. Reaksiyon tersinirse, ters yönde iki ok vardır. Okların solunda reaktifler veya reaktifler bulunur (A ve B₂), sağdaki ürünler ise (AB₂).

sallanan

Kimyasal bir denklemin dengelenmesi, tepkenlerde bulunan kimyasal elementlerin atomlarının sayısının ürünlerinkilerle dengelenmesine izin veren bir prosedürdür..

Başka bir deyişle, her bir elementin atomlarının miktarı, reaktanların yanında (oktan önce) ve reaksiyonun ürün tarafında (oktan sonra) eşit olmalıdır.

Bir reaksiyon dengelendiğinde, Kitle Eylem Yasasına saygı duyulduğu söylenir..

Bu nedenle, kimyasal denklemde okun her iki tarafındaki atomların ve elektrik yüklerinin dengelenmesi esastır. Ayrıca, tepkenlerin kütlelerinin toplamı, ürünlerin kütlelerinin toplamına eşit olmalıdır.

Temsil edilen denklem için, zaten dengelidir (okun her iki tarafında eşit sayıda A ve B).

Yasayı gösteren deneyler

Metallerin yakılması

Kurşun ve kalay gibi metallerin sınırlı bir hava girişi ile kapalı kaplarda yakıldığını gözlemleyen lavanta, metallerin bir kalsinat ile kaplandığını fark etti; ve ayrıca, metalin ısıtmanın belirli bir saatindeki ağırlığının başlangıçtaki değere eşit olması.

Bir metal yakılırken ağırlıkta bir artış gözlendiğinden Lavoiser, gözlenen fazla ağırlığın yakma sırasında havadan ekstrakte edilen bir şey kütlesi ile açıklanabileceğini düşündü. Bu nedenle kitle sabit kaldı.

Bilimsel bir temele dayanarak düşünülebilecek olan bu sonuç, Lavoiser'in Kanununu ilan ettiği zamanki oksijenin varlığı hakkındaki bilgisi göz önüne alındığında böyle değildir (1785)..

Oksijen salınımı

Oksijen, 1772'de Carl Willhelm Scheele tarafından keşfedildi. Daha sonra, Joseph Priesley bağımsız olarak keşfetti ve Scheele'nin aynı gazla ilgili sonuçlarını yayınlamasından üç yıl önce araştırmasının sonuçlarını yayınladı..

Priesley cıva monoksitini ısıtdı ve alev parlaklığında bir artışa neden olan bir gaz topladı. Ayrıca, fareleri gaz içeren bir kaba sokmak onları daha aktif hale getirdi. Priesley bu defogistize gaz çağırdı.

Priesley gözlemlerini, gazın havada ve suda olduğunu gösteren deneylerini tekrarlayan Antoine Lavoiser'e (1775) iletti. Lavoiser gazı yeni bir element olarak tanıdı ve ona oksijen adını verdi.

Lavoisier, kanunu duyurmak için bir argüman olarak kullanıldığında, metallerin yakılmasında gözlenen aşırı kütlenin havadan çıkarılmış bir şeyden kaynaklandığını, yakma sırasında metallerle birleştirilen bir element olan oksijen olduğunu düşünüyordu..

Örnekler (pratik egzersizler)

Civa monoksitin ayrışması

232.6 cıva monoksit (HgO) ısıtılırsa, cıva (Hg) ve moleküler oksijene (O) ayrışır.₂). Kütle ve atomik ağırlıkların korunumu yasasına dayanarak: (Hg = 206.6 g / mol) ve (O = 16 g / mol), Hg ve O kütlesini gösterir.₂ oluşan.

HgO => Hg + O₂

232.6 g 206.6 g 32 g

Hesaplamalar çok doğrudan, çünkü HgO'nun bir molü ayrıştırılıyor..

Magnezyum şeridinin yakılması

4 g oksijen içeren kapalı bir kapta 1.2 g'lık bir magnezyum şeridi yakıldı. Reaksiyondan sonra, 3.2 g reaksiyona girmemiş oksijen kaldı. Ne kadar magnezyum oksit oluştu?

Hesaplanacak ilk şey, reaksiyona giren oksijen kütlesidir. Bu, bir çıkarma kullanarak kolayca hesaplanabilir:

O kütlesi₂ reaksiyona giren = ilk O kütlesi₂ - O'nun son kütlesi₂

(4 - 3,2) g O₂

0.8 g O₂

Kütlenin korunumu yasasına dayanarak, oluşan MgO kütlesi hesaplanabilir.

MgO kütlesi = Mg + kütle O

1,2 g + 0,8 g

2.0 g MgO

Kalsiyum hidroksit

14 g kalsiyum oksit (CaO) kütlesi 3.6 g suyla (H) reaksiyona girmiştir.₂O), tepkimede 14.8 g kalsiyum hidroksit, Ca (OH) oluşturmak üzere tamamen tüketildi.₂:

Kalsiyum hidroksit oluşturmak için ne kadar kalsiyum oksit reaksiyona girmiştir??

Ne kadar kalsiyum oksit kalmıştı?

Reaksiyon, aşağıdaki denklem ile şematikleştirilebilir:

CaO + H₂O => Ca (OH)₂

Denklem dengelidir. Bu nedenle kütlenin korunumu yasasına uymak.

Reaksiyonda yer alan CaO kütlesi = Ca (OH) kütlesi₂ - H kütlesi₂Ey

14,8 g - 3,6 g

11.2 g CaO

Bu nedenle, reaksiyona girmemiş olan CaO (kalanı bırakan) çıkarılarak hesaplanır:

Kalan CaO kütlesi = reaksiyonda mevcut kütle - reaksiyona müdahale eden kütle.

14 g CaO - 11,2 g CaO

2,8 g CaO

Bakır oksit

11 g bakır (Cu) tamamen oksijen ile reaksiyona girdiğinde ne kadar bakır oksit (CuO) oluşacak₂)? Reaksiyonda ne kadar oksijen gerekli?

İlk adım denklemi dengelemek. Dengeli denklem aşağıdaki gibidir:

2Cu + O₂ => 2CuO

Denklem dengelidir, yani kütlenin korunumu yasasına uygundur.

Cu’nun atom ağırlığı 63.5 g / mol’dür ve CuO’nun moleküler ağırlığı 79.5 g / mol’dür..

11 g Cu'nun oksidasyonundan ne kadar CuO oluştuğunu belirlemek gereklidir:

CuO Kütle = (11 g Cu) ∙ (1 mol Cu / 63.5 g Cu) ∙ (2 mol CuO / 2 mol Cu) ∙ (79.5 g CuO / mol CuO)

Şekilli CuO kütlesi = 13.77 g

Bu nedenle, CuO ve Cu arasındaki kütlelerin farkı, reaksiyona katılan oksijen miktarını verir:

Oksijen kütlesi = 13.77 g - 11 g

1.77 g O₂

Sodyum klorür oluşumu

Klor kütlesi (Cl₂2.47 g), yeterli sodyum (Na) ile reaksiyona sokuldu ve 3.82 g sodyum klorit (NaCl) oluşturuldu. Ne kadar Na tepki gösterdi?

Dengeli denklem:

2Na + Cl₂ => 2NaCl

Kütlenin korunumu yasasına göre:

Na kütlesi = NaCl kütlesi - kütle Cl₂

3.82 g - 2.47 g

1.35 g Na

referanslar

1. Flores, J. Química (2002). Editoryal Santillana.
2. Vikipedi. (2018). Maddenin korunumu yasası. Alınan: en.wikipedia.org
3. Ulusal Politeknik Enstitüsü. (N.D.). Kütlenin korunumu yasası. CGFIE. Alınan kaynak: aev.cgfie.ipn.mx
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (18 Ocak 2019). Kütlenin Korunması Kanunu.
5. Shrestha B. (18 Kasım 2018). Maddenin korunumu kanunu. Kimya LibreTexts. Şu kaynaktan alındı: chem.libretexts.org