Урок по химии на тему "Закон сохранения массы веществ. Химические уравнения" (8 класс)

Закон сохранения массы веществ один из важнейших законов химии. Его открыл М. В. Ломоносов, а позже экспериментально подтвердил А. Лавуазье. Так в чем же состоит суть этого закона?

История

Закон сохранения массы веществ впервые сформулировал М. В. Ломоносов в 1748 году, а экспериментально подтвердил его на примере обжига металлов в запаянных сосудах в 1756 году. Закон сохранения массы веществ Ломоносов связывал с законом сохранения энергии (количества движения). Он рассматривал эти законы в единстве как всеобщий закон природы.

Рис. 1. М. В. Ломоносов.

Но еще до Ломоносова более 20 веков назад древнегреческий ученый Демокрит предполагал, что все живое и неживое состоит из незримых частиц. позже в XVII веке эти догадки подтвердил Р. Бойль. Он проводил эксперименты с металлом и древесиной и выяснил, что вес металла после нагревания увеличился, а вес золы по сравнению с деревом, наоборот, уменьшился.

Независимо от М. В. Ломоносова закон сохранения массы вещества был установлен в 1789 году французским химиком А. Лавуазье, который показал, что при химических реакциях сохраняется не только общая масса веществ, но и масса каждого из элементов, входящих в состав взаимодействующих веществ.

Взгляды Ломоносова и Лавуазье были подтверждены современной наукой. В 1905 году А. Эйнштейн показал, что между массой тела (m) и его энергией (E) существует связь, выражаемая уравнением:

где c – скорость света в вакууме.

Рис. 2. Альберт Эйнштейн.

Таким образом, закон сохранения массы дает материальную основу для составления уравнений химических реакций.

Суть закона сохранения массы вещества

Закон сохранения массы вещества заключается в следующем: масса веществ, вступающих в химическую реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате реакции.

Рис. 3. Закон сохранения массы вещества.

При написании уравнений химических реакций надо следить за соблюдением этого закона. Число атомов элемента в левой и правой частях реакций должно быть одинаковым, так как атомные частицы в химических превращениях неделимы и никуда не исчезают, а лишь переходят из одного вещества в другое. Сущность химической реакции – разрыв одних связей и образование других связей. Поскольку эти процессы связаны с затратой и получением энергии, то знак равенства в реакциях можно ставить, если учтены энергетические факторы, условия реакции, агрегатные состояния веществ.

Очень часто знак равенства, особенно в неорганических реакциях, ставят и без учета необходимых факторов,производя упрощенную запись. При уравнивании коэффициентов вначале уравнивают число атомов металла, потом неметалла, затем водорода и в конце производят проверку по кислороду.

Что мы узнали?

Закон сохранения массы вещества изучают в школе по химии 8 класса, так как понимание его сути необходимо для правильного составления уравнений реакций. О том, что любая материя на земле состоит из невидимых частиц предположил еще древнегреческий ученый Демокрит, а его более современные последователи Ломоносов, Лавуазье, Эйнштейн доказали это экспериментально.

Химия - это наука о веществах, их устройстве, свойствах и их преобразовании, получающемся в итоге химических реакций, в фундаменте которых заложены химические законы. Вся общая химия держится на 4-х основных законах, многие из которых открыли русские ученые. Но в данной статье речь пойдет о законе сохранения массы веществ, который входит в основные законы химии.

Закон сохранения массы вещества рассмотрим подробно. В статье будет описана история открытия закона, его сущность и составляющие.

Закон сохранения массы вещества (химия): формулировка

Масса веществ, вступающих в химическую реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате нее.

Но вернёмся к истории. Ещё более 20 веков назад древнегреческий философ Демокрит предположил, что вся материя представляет собой незримые частицы. И лишь в XVII веке химик английского происхождения выдвинул теорию: вся материя построена из мельчайших частиц вещества. Бойль проводил опыты с металлом, нагревая его на огне. Он взвешивал сосуды до нагревания и после и заметил, что вес увеличивался. Сожжение же древесины давало противоположный эффект - зола весила меньше древесины.

Новая история

Закон сохранения массы веществ (химия) предоставлен учёному объединению в 1748 г. М.В. Ломоносовым, а в 1756 г. засвидетельствован экспериментным путём. Русский учёный привёл доказательства. Если нагревать герметично закрытые капсулы с оловом и взвешивать капсулы до нагревания, а потом после, то будет очевиден закон сохранения массы вещества (химия). Формулировка, высказанная учёным Ломоносовым, очень похожа на современную. Русский естествоиспытатель внёс неоспоримый вклад в развитие атомно-молекулярного учения. Он объединял закон сохранения массы веществ (химия) с законом сохранения энергии. Нынешнее учение подтвердило эти убеждения. И только через тридцать лет, в 1789 году, естествоиспытатель Лавуазье из Франции подтвердил теорию Ломоносова. Но это было только предположение. Законом оно стало в ХХ веке (начало), спустя 10 лет исследований немецким учёным Г. Ландольтом.

Примеры опытов

Рассмотрим опыты, которые могут подтвердить закон сохранения массы веществ (химия). Примеры:

1. В сосуд помещаем красный фосфор, прикрываем плотно пробкой и взвешиваем. Нагреваем на медленном огне. Образование белого дыма (оксид фосфора) говорит о том, что произошла химическая реакция. Взвешиваем повторно и убеждаемся, что вес сосуда с полученным веществом не изменился. Уравнение реакции: 4Р+3О2 =2Р2О3.
2. Берём два сосуда Ландольта. В один из них аккуратно, чтобы не смешать, заливаем реагенты нитрата свинца и йодида калия. В другой сосуд помещаем и хлорид железа. Сосуды плотно закрываем. Чашки весов должны быть уравновешены. Смешиваем содержимое каждого сосуда. В одном образуется жёлтый осадок - это йодид свинца, в другом получается роданид железа тёмно-красного цвета. При образовании новых веществ весы сохранили равновесие.
3. Зажжём свечку и поставим её в ёмкость. Герметически закрываем эту ёмкость. Приводим весы в равновесие. Когда в ёмкости закончится воздух, свечка погаснет, реакции закончится. Весы будут уравновешены, поэтому вес реагентов и вес образовавшихся веществ одинаковы.
4. Проведём ещё один опыт и рассмотрим на примере закон сохранения массы веществ (химия). Формула хлористого кальция - CaCl2, а сульфатной кислоты - H2SO4. При взаимодействии этих веществ образуется белый осадок - сульфат кальция (CaSO4), и соляная кислота (HCl). Для опыта нам потребуются весы и сосуд Ландольта. Очень аккуратно наливаем в сосуд хлористый кальций и сульфатную кислоту, не перемешивая их, плотно закрываем пробкой. Взвешиваем на весах. Затем смешиваем реагенты и наблюдаем, что выпадает белый осадок (сульфат кальция). Это показывает, что произошла химическая реакция. Опять взвешиваем сосуд. Вес остался прежним. Уравнение этой реакции будет выглядеть так: CaCl2 + H2SO4 =CaSO4 + 2HCl.

Основное

Главная цель химической реакции в том, чтобы разрушить молекулы в одних субстанциях и образовать впоследствии новые молекулы вещества. В этом случае количество атомов каждого вещества до взаимодействия и после остаётся неизменным. Когда образуются новые вещества, выделяется энергия, а когда они распадаются с её поглощением, то присутствует энергетический эффект, проявляющийся в виде поглощения или выделения теплоты. Во время химической реакции молекулы исходных веществ - реагенты, распадаются на атомы, из которых затем получаются продукты химической реакции. Сами же атомы остаются без изменений.

Реакция может длиться веками, а может происходить стремительно. При изготовлении химической продукции нужно знать скорость протекания той или иной химической реакции, с поглощением или выделением температуры она проходит, какое нужно давление, количество реагентов и катализаторов. Катализаторы - небольшая по весу субстанция, не участвующая в химической реакции, но значительно влияющая на её скорость.

Как составлять химические уравнения

Зная закон сохранения массы веществ (химия), можно понять, как правильно составлять химические уравнения.

1. Требуется знать формулы реагентов, вступающих в химическую реакцию, и формулы продуктов, которые получились в её результате.
2. Слева пишутся формулы реагентов, между которыми ставится знак «+», а справа - формулы получившихся продуктов со знаком «+» между ними. Между формулами реагентов и получившихся продуктов ставится знак «=» или стрелка.
3. Количество атомов всех компонентов реагентов должно равняться количеству атомов продуктов. Поэтому высчитываются коэффициенты, которые ставятся перед формулами.
4. Запрещается перемещать формулы из левой части уравнения в правую или менять их местами.

Значение закона

Закон сохранения массы веществ (химия) дал возможность интереснейшему предмету развиваться как науке. Узнаем, почему.

• Большое значение закона сохранения массы веществ в химии в том, что на его основании делают химические расчёты для промышленности. Предположим, нужно получить 9 кг сульфида меди. Мы знаем, что реакция меди и серы происходит в массовых соотношениях 2:1. По данному закону, при химической реакции меди массой 1 кг и серы массой 2 кг получается сульфид меди массой 3 кг. Так как нам нужно получить сульфид меди массой 9 кг, то есть в 3 раза больше, то и реагентов потребуется в 3 раза больше. То есть 6 кг меди и 3 кг серы.
• Возможность составлять правильные химические уравнения.

Заключение

После прочтения данной статьи не должно остаться вопросов по сущности данного закона истории ее открытия, к которой, кстати, причастен наш известный соотечественник, ученый М.В. Ломоносов. Что опять подтверждает то, насколько велика сила отчественной науки. Также стало понятно значение открытия данного закона и его смысл. А те, кто не понимал, в школе, после прочтения статьи должны научиться или же вспомнить, как это делать.

Задание«Пирамида» Au MoMn CuCs Ag Mg Cr Md Al C Mt FFe ЗСМВ Ниже представлена пятиэтажная пирамида, «строительными камнями» которой являются химические элементы. Найдите такой путь от ее основания к вершине, чтобы он содержал только элементы с постоянной валентностью. Закон сохранения массы веществ М.В. Ломоносова

Закон сохранения массы веществ 2 Н 2 О 2Н 2 + О 2 4Н + 2О m1m1 m2m2 m3m3 m 1 = m 2 + m 3 Лавуазье (1789) Ломоносов Ломоносов (1756) Пишем уравнения ХР Решаем задачи по уравнениям ХР = =36

Михаил Васильевич Ломоносов (1711 – 1765) 1.Родился в 1711 году в России 2.Русский ученый – природо- вед 3.Основатель первого в Рос- сии Московского универси- тета 4.Развивал атомно-молекуляр- ные представления о строе- нии веществ 5.Открыл закон сохранения массы веществ

Формулировка закона сохранения массы веществ Масса веществ, получившихся в результате реакции Закон сохранения массы веществ М.В. Ломоносова М.В. Ломоносова Следствие закона Практическая реализация Число атомов каждого элемента должно быть одинаково до и после реакции Масса веществ, вступивших в реакцию

Алгоритм составления уравнений химических реакций 1. В левой части записываются формулы веществ, которые вступают в реакцию: KOH + CuCl В правой части (после стрелки) – формулы веществ, которые получаются в результате реакции: KOH + CuCl 2 Cu(OH) 2 + KCl. 3. Затем с помощью коэффициентов уравнивается число атомов одинаковых химических элементов в правой и левой частях уравнения: 2KOH + CuCl 2 = Cu(OH) 2 + 2KCl.

Основные правила расстановки коэффициентов Расстановку коэффициентов начинают с элемента, чьих атомов в реакции участвует больше. Количество атомов кислорода до и после реакции в большинстве случаев должно быть четным. Если в реакции (обмена) участвуют сложные вещества, то расстановку коэффициентов начинают с атомов металлов или с кислотных остатков.

Н 2 О Н 2 + О 2 Расстановка коэффициентов в уравнении химической реакции 4 4: : 1 22 Коэффициент

Что показывает химическое уравнение Какие вещества вступают в реакцию. Какие вещества образуются в результате реакции. Массу реагирующих веществ и веществ, образующихся в результате химической реакции. Отношение масс реагирующих веществ и веществ, образующихся в результате химической реакции.

Итоги урока Что сегодня мы повторили на уроке из того, что вы знали? Какие основные понятия мы вспомнили? Что вы сегодня узнали нового, чему научились на уроке? С какими новыми понятиями мы познакомились на сегодняшнем уроке? Как вы считаете, каков ваш уровень усвоения изученного учебного материала? Какие вопросы вызвали наибольшее затруднение?

Задания 1.Масса колбы, в которой сожгли серу, после реакции не изменилась. В какой колбе (открытой или закрытой) проводилась реакция? 2.На весах уравновесили огарок парафиновой свечи, затем зажгли его. Как измениться положение весов через некоторое время? 3.При взаимодействии цинка массой 65 г с серой образовался сульфид цинка (ZnS) массой 97 г. Какая масса серы вступила в реакцию? 4.В реакцию вступило 9 г алюминия и 127 г йода. Какая масса йодида алюминия (Al I 3) при этом образуется?

Формула воды – Н 2 О Кальций – метал Фосфор – металл Сложное вещество состоит из разных веществ Валентность водорода равна I Плавление сахара – химическое явление Горение свечи – химическая реакция Атом химически делим Сера имеет постоянную валентность Кислород – простое вещество Морская вода – чистое вещество Нефть – это чистое вещество Сложное вещество состоит из разных хим. элементов Снег – это тело Да Нет Соль – сложное вещество С УХР СТАРТ ФИНИШ Составление уравнений химических реакций

Слайд 2

Единственный путь, ведущий к знанию, - это деятельность.

Цели урока: Обучающие - экспериментально доказать закон сохранения массы веществ. На основе этого закона сформировать понятие о материальном балансе химической реакции. Сформировать понятие об уравнении химической реакции как об условной записи, отображающей превращения веществ. Развивающие- развивать умения ставить несложные проблемы, формулировать гипотезы и проводить их опытную проверку; совершенствовать умения работать с лабораторным оборудованием и реактивами; развивать способность к логическому мышлению. Воспитательные - продолжить формирование научного мировоззрения учащихся; воспитывать коммуникативную компетентность, а также наблюдательность, внимание, инициативу. На примере жизни и деятельности М. В. Ломоносова воспитывать интерес к изучению химии.

Слайд 3

Открытие закона сохранения массы веществ

1789г. Роберт Бойль 1673г. 1748г. М. В. Ломоносов Антуан Лавуазье

Слайд 4

Бойль проделал множество опытов по прокаливанию металлов в запаянных ретортах и всякий раз масса окалины оказывалась больше массы прокаливаемого металла.

Слайд 5

Слайд 6

Русский учёный М.В. Ломоносов предположил, что чувственный опыт обманывает нас. 5 июля 1748 года он написал в письме Леонарду Эйлеру:

Слайд 7

«Все перемены в натуре случающиеся такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимется, столько же присовокупится к другому. Так, ежели где убудетматерии, то умножится в другом месте; сколько часов положит кто на бдение, столько же сну отнимет...»

Слайд 8

«Масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе образовавшихся веществ в результате реакции» - современная формулировка закона сохранения массы веществ.

Слайд 9

Слайд 10

Лишь в 1756 году Ломоносову удалось проверить опытным путём теоретически открытый закон сохранения массы веществ. Подобно Бойлю русский учёный делал опыт в запаянных ретортах. Но, в отличие от Бойля, Ломоносов взвешивал сосуды как до, так и после прокаливания не вскрывая.

Слайд 11

Слайд 12

Значительно позже этот закон,независимо от М.В. Ломоносова,был открыт французским ученым А.Лавуазье.

Слайд 13

Слайд 14

Химическая формула – условная запись состава вещества с помощью химических знаков и индексов. Индекс показывает число атомов в формульной единице вещества. Коэффициент показывает число несоединенных друг с другом частиц 5Н2О Коэффициент Химическая формула Индекс На основании данного закона составляют уравнения химических реакций с помощью химических формул, коэффициентов и математических знаков.

Назад Вперёд

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Цели урока:

1. Образовательные : систематизировать знания учащихся о классификации веществ, научить учащихся составлять уравнения химических реакций согласно Закону сохранения массы веществ.

2. Развивающие: совершенствовать умения учащихся при составлении химических уравнений, развивать у них умения сравнивать и обобщать, устойчивое внимание; развивать аналитическое мышление; осуществлять межпредметную связь.

3. Воспитательные: формировать информационную и коммуникативную культуру.

Оборудование и реактивы: весы, пробирки, колбы, HCL, CuSO 4, CaCO 3 , H 2 SO 4 , Cu(OH) 2 .

Тип урока : комбинированный.

План урока:

1. Организационный момент.
2. Актуализация знаний. (Решение кроссворда, диктант).
3. Изучение нового материала:
   а) историческая справка;
   б) демонстрация опытов;
   в) формулировка закона;
   г) химические уравнения.
4. Закрепление (Выполнение упражнений).
5. Итоги урока.
6. Домашнее задание.
7. Песенка.

Приветствие.

Девиз урока: “ О, сколько нам открытий чудных

Готовит просвещения дух…”

Сегодня на уроке мы будем говорить об открытиях, узнаем много нового, мы повторим пройденный материал, вспомним, как пишутся формулы веществ, познакомимся с законом сохранения массы веществ, научимся писать уравнения. А для достижения наших целей мы будем работать по следующему плану: (на экране появляется план).

– Вспомните, какие явления существуют в природе.

– Чем физические явления отличаются от химических?

– Чем сопровождаются химические реакции?

– Как обозначают вещества в химии?

– Кто предложил такое обозначение?

А теперь, обратите внимание на экран. Вы видите кроссворд, разгадав который вы не только повторите то, что всем известно, но и узнаете тему нашего сегодняшнего урока.

Обратите внимание, заголовок написан, а ключевое слово выделено красным цветом и зашифровано. После решения верные ответы появляются на экране.

Молодцы! Таким образом, тема нашего урока: “Химические уравнения.

Закон сохранения массы веществ”

Открываем тетради, пишем число, тему урока.

Сейчас мы с вами напишем диктант.

Я буду называть вещества, а вы будете записывать формулы.

Ba(N O 3), BaCL 2, HCL, Cu SO 4 , CaC O 3 ,H 2 O, NaOH, H 2 SO 4 , HN O 3 ,AL 2 O 3,

Zn (N O 3) 2 , Mg CL 2 .

На экране появляются верные формулы. Учащиеся сверяют свои записи.

Теперь, когда мы вспомнили знаки, формулы, приступим к изучению нового материала.

Историческая справка

З.С.М.В. был открыт великим русским ученым Ломоносовым в 1748 году, позднее подтвердил этот закон в 1789 году французский химик Лавуазье. Какова же история открытия?

Пытливый ум Ломоносова занимала мысль о том, что происходит с веществами, вступающими в химическую реакцию.

Изменяется ли их состав и масса?

Он проводил опыты.

Сначала он брал для опытов сосуды с открытыми отверстиями. Масса изменялась.

Затем он провел опыты в запаянных стеклянных ретортах– масса оставалась неизменной.

Тогда он объяснил закон тем, что при химических реакциях атомы не исчезают и не возникают, а происходит только их перегруппировка .

Сейчас мы с вами проведем опыты, подтверждающие открытия Ломоносова.

Демонстрация опытов:

Какой вывод мы можем сделать, как изменилась масса веществ?

Какой закон физики имеет подобное смысловое значение? (закон сохранения энергии).

Как он формулируется?

Во всех явлениях, происходящих в природе, энергия не возникает и не исчезает. Она только превращается из одного вида в другой, при этом её значение сохраняется.

– Теперь, когда вы вспомнили закон сохранения энергии и узнали суть закона сохранения массы веществ. попробуйте сформулировать сам Закон сохранения массы веществ.(на экране появляется закон)

– Запишите в тетради.

Масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе веществ, образовавшихся в результате реакции.

– Вещества вступают в реакцию, образуются новые вещества.

Мы обо всем этом говорим. А как это можно записать?

А записывают эти процессы с помощью уравнений.

Как в русском языке вы из букв составляете слова, а из слов предложения, так и в химии из знаков – формулы, из формул – уравнения.

Для записи уравнений в химии используются следующие знаки:

Записывая уравнения, нужно придерживаться следующего алгоритма действий (на экране).

N 2 +H 2. -> NH 3
N 2 +3 H 2 -> 2NH 3

– Ребята, кто сможет предположить что такое химическое уравнение?

(Формулировка появляется на экране)

– Химическое уравнение – это условная запись химической реакции посредством химических формул.

Вещества, принимающие участие в реакции называются реагентами.

Вещества, образующиеся в результате реакции – продуктами реакции.

Учащиеся записывают в тетради.

– А теперь составим уравнение реакции, которые мы провели.

2HCL+ CuSO 4 ->CuCL 2 + H 2. SO 4
2HCL+ CaCO 3 ->Ca CL 2 + H 2 CO 3
Cu(OH) 2 + H 2 SO 4 ->Cu SO 4 + H 2 О

– Ребята, у кого есть вопросы?

– А сейчас мы выполним несколько упражнений для закрепления:

1. Какой коэффициент стоит в уравнении реакции перед формулой соляной кислоты

2. Продолжите уравнения реакции, расставьте коэффициенты:

AL + O 2 -> … (AL 2 O 3)

3. Запишите уравнения реакции и расставьте коэффициенты: сульфат натрия соединяется с нитратом бария с образованием сульфата бария и нитрата натрия

(Na 2 SO 4 +Ba (N O 3) 2 -> Ba S O 4 v+ 2NaN O 3)

3. Найдите ошибки:

5.Закончите уравнения:

6. Выполните ряд превращений, запишите уравнения реакции:

Ca -> CaO -> (CaOH) 2

– Закончили, хорошо. Обратите внимание на экран. Возьмите друг у друга тетради и проверьте себя. Поменяйтесь обратно. У кого все верно? Хорошо.

– Какие выводы мы можем сделать?

– Что мы проходим на уроке?

– Как уравниваются уравнения?

– Кто открыл Закон сохранения массы веществ?

– Что называется уравнением?

– Как называются вещества, вступившие в реакцию?

– Как называются получившиеся вещества?

Сегодня славно потрудились
Могу я подвести итог.
Вы все старались, не ленились
И каждый сделал сколько мог!
Выставление оценок.

– А теперь, запишите в дневниках:

Дом.задание .

П. 31, упр.2,3.стр.110, для любознательных упр. 2,3,4.

– Хорошо!

– А урок мы закончим песенкой про Закон на мотив песни “Улыбка ”.

Ломоносов сей закон открыл
Подтвердил французский химик Лавуазье
Массы всех веществ в реакцию вступивших
Равна массе получившихся веществ
Каждый атом не дурак
Поступает ровно так:
Не возникнет, не исчезнет
Не изменится

Ну, а масса как всегда
Этих атомов одна
И в исходных веществах она не сменится. – 2 раза

Ломоносова закон тогда
В химии стал главной панацеей
Все реакции теперь всегда
Составляются системой уравнений.

Каждый атом не дурак
Поступает ровно так:
Не возникнет, не исчезнет
Не изменится

Ну, а масса как всегда
Этих атомов одна
И в исходных веществах она не сменится. - 2 раза