Закон сохранения массы веществ
Закон сохранения массы веществ утверждает: в химической реакции общая масса реагентов равна общей массе продуктов реакции. Это происходит потому, что атомы не исчезают и не возникают заново, а только перегруппировываются.
При записи уравнения химической реакции формулы веществ не изменяют: они показывают состав молекул или других частиц. Равенство числа атомов обеспечивают стехиометрические коэффициенты, которые ставят перед формулами. Поэтому коэффициенты используют и для расчётов количеств веществ.
Для каждого элемента число атомов слева и справа от стрелки должно быть одинаковым. Если коэффициент перед веществом равен \(\nu\), а в его формуле содержится \(n\) атомов данного элемента, вклад в общее число атомов равен \(\nu\cdot n\).
Уравняем образование воды: \(2\mathrm{H_2}+\mathrm{O_2}\rightarrow2\mathrm{H_2O}\). Слева 4 атома водорода и 2 атома кислорода; справа также 4 атома водорода и 2 атома кислорода. Следовательно, закон сохранения массы соблюдён.
Как изменить запись \(\mathrm{H_2+O_2\rightarrow H_2O}\), чтобы уравнять число атомов?
Коэффициент меняет количество частиц вещества: \(2\mathrm{H_2O}\) — две молекулы воды. Индекс входит в формулу вещества: \(\mathrm{H_2O}\) содержит два атома водорода в одной молекуле. Изменять индексы при уравнивании нельзя.
В открытой системе масса может казаться изменившейся: газ способен улететь или, наоборот, попасть из воздуха в сосуд. Это не нарушает закон, если учитывать все вещества, участвующие в процессе. Закон также лежит в основе расчётов по уравнениям реакций и определения реагентов и продуктов реакции.
Главное
- В замкнутой системе масса реагентов равна массе продуктов.
- Число атомов каждого элемента сохраняется.
- Уравнивают реакцию коэффициентами, но не изменяют индексы в формулах.