Хімія. Повторне видання (2025). 8 клас. Попель
Розділ 1. Досліджуємо хімічні реакції
Основними завданнями науковців/науковиць є одержання та дослідження речовин, а також їх перетворень. Хімічні перетворення речовин (хімічні реакції) відбуваються за різних умов і можуть супроводжуватися утворенням газу або осаду, виділенням або поглинанням теплоти, появою полум’я та іншими зовнішніми ефектами.
Дослідження хімічних реакцій — цікавий і водночас складний процес, який потребує ретельної підготовки експерименту, вибору необхідних реактивів та обладнання, дотримання правил безпеки. Результатом кожного дослідження є запис хімічної реакції, зазначення умов її перебігу, формулювання висновків.
Ви здійснюватимете хімічні реакції, спостерігатимете за ними, навчитеся їх досліджувати. Бажаємо вам позитивних вражень від хімічних експериментів.
§ 4. Закон збереження маси речовин під час хімічних реакцій
Усі ви спостерігали за вогнищем і знаєте, що для нього потрібно чимало дров, а після їх згоряння залишається лише невеличка купка попелу. Маса попелу, можливо, у десять чи двадцять разів менша за масу дров. А куди поділася решта маси?
Дізнаєтеся, зрозумієте, використаєте
- Змінюється чи залишається незмінною сумарна маса реагентів і продуктів під час хімічної реакції?
- Як було відкрито закон збереження маси речовин під час хімічних реакцій?
Такий самий результат, як і з дровами, отримаємо, спалюючи папір (мал. 13, а). Якщо ж нагрівати блискучий брусочок міді (мал. 13, б), виявимо протилежне — його маса збільшується і на металі з’являється чорний наліт. Алхіміки пояснювали зміну маси речовин тим, що речовини під час перетворень виділяють або поглинають особливу невидиму субстанцію — флогістон.
Пояснимо, чому маса попелу відрізняється від маси паперу (мал. 13, а).
Мал. 13. Реакції речовин паперу (а) і міді (б) з киснем
У процесі горіння речовин, з яких складається папір, бере участь кисень повітря. Унаслідок реакції, крім твердих речовин попелу, утворюються вуглекислий газ і вода (у вигляді пари). Ці дві речовини потрапляють у повітря і розсіюються. Оскільки їхня сумарна маса перевищує масу кисню, маса попелу завжди буде меншою за масу паперу.
Думаймо
Поясніть, чому маса міді після її нагрівання в повітрі відрізняється від маси металу на початку досліду (мал. 13, б).
Помістимо трохи паперу і порошку міді в посудини, у яких є повітря, герметично закриємо їх і нагріватимемо за дуже високої температури. Відбуватимуться хімічні перетворення речовин. Зваживши посудини з речовинами до і після кожного експерименту, виявимо, що сумарна маса речовин під час реакції не змінюється.
Такого висновку дійшов ще в 70-ті роки XVIII ст. французький хімік Антуан-Лоран Лавуазье. Він нагрівав шматочки олова та свинцю в закритих посудинах з повітрям і спостерігав появу на поверхні металів нових твердих речовин. Поклавши на терези посудини з речовинами до і після реакції, Лавуазьє виявив, що їхня вага залишилася незмінною. Дослідник зробив припущення: з оловом і свинцем реагує частина повітря1 (тепер ми знаємо, що це — кисень), і тому в посудинах має зменшитися тиск. Відкривши посудини, Лавуазьє зафіксував швидке входження повітря в кожну з них.
1 Пізніше Лавуазьє встановив, що це — 1/5 частина повітря за об’ємом.
Отже, перетворення металу на іншу речовину внаслідок його взаємодії з киснем не спричиняє зміну загальної маси речовин: маса продукту реакції така сама, що й сума мас обох реагентів — металу і кисню.
Антуан-Лоран Лавуазьє
(1743—1794)
Французький хімік, один із засновників наукової хімії. Започаткував кількісні (точні) методи дослідження в хімії. Визначив склад повітря і довів, що горіння — це реакція речовини з киснем, а вода — сполука Гідрогену з Оксигеном. Склав першу таблицю простих речовин, запропонувавши фактично класифікацію хімічних елементів. Відкрив закон збереження маси речовин під час хімічної реакції.
Закон збереження маси речовин під час хімічної реакції формулюють так:
маса речовин, що взяли участь у хімічній реакції, дорівнює масі речовин, які утворилися внаслідок реакції.
Обговорюймо
Прокоментуйте дослід, зображений на малюнку 14, і зробіть висновок.
Атоми всіх хімічних елементів під час реакцій зберігаються. Тому сумарна маса реагентів дорівнює сумарній масі продуктів реакцій.
Мал. 14. Дослід зі здійснення реакції між двома розчиненими речовинами: а — початок експерименту; б — завершення експерименту
Заповніть пропуски в таблиці:
|
№ п/п |
Реагенти та їхні маси |
Продукти реакції та їхні маси |
||
|
1 |
Графіт С — 6 г |
Фтор F2 — 38 г |
Речовина CF4 — ... г |
|
|
2 |
Літій Li — 21 г |
Водень Н2 — ... г |
Речовина LiH — 24 г |
|
|
3 |
Речовина СuО — ... г |
Водень Н2 — 1 г |
Мідь Сu — 32 г |
Вода Н2О — 9 г |
|
4 |
Крейда СаСО3 — 25 г |
Речовина СаО — ... г |
Вуглекислий газ СО2 — 11 г |
|
Експеримент, який підтверджує закон збереження маси речовин під час хімічної реакції, ви можете подивитися за покликанням у QR-коді (https://h8.academiabook.club/p-4.html).
video
ВИОКРЕМЛЮЄМО ОСНОВНЕ
Проаналізувавши матеріал, викладений у параграфі, запишіть у зошиті висновки про закон збереження маси речовин під час хімічної реакції.
Думаймо
Сформулюйте запитання за темою параграфа і поставте його своїм однокласникам/однокласницям. Зіставте свою і їхні відповіді та оцініть їх. Поясніть, чому ваша оцінка саме така.
ВАШІ ДОСЯГНЕННЯ І ВІДКРИТТЯ
Перевірмо себе
1. Речовина А взаємодіє з речовиною Б. Продуктами реакції є речовини В і Г. Запишіть математичний вираз, який відповідає закону збереження маси речовин під час хімічної реакції.
2. Унаслідок нагрівання харчової соди масою 84 г у порцеляновій чашці було одержано кальциновану соду масою 53 г. Обидві соди є твердими речовинами. Про що свідчить результат експерименту?
Розв'язуймо задачу
3. Обчисліть масу сірки, яка прореагувала з бором масою 5,5 г, якщо маса єдиного продукту реакції — 29,5 г.
Завдання для групи
4. Як науковець/науковиця може застосовувати у своїй роботі закон збереження маси речовин під час хімічної реакції?
Поміркуймо
5. Поясніть, чому маса іржавого цвяха більша, ніж нового й непошкодженого.
Аналізуймо
6. Спирт або бензин (суміш речовин), згоряючи, «зникають». Чи не суперечить це закону збереження маси речовин під час хімічної реакції? Відповідь аргументуйте.
7.* Дослідник після повної взаємодії твердих речовин А і Б одержав єдиний продукт реакції — тверду речовину В. Зваживши її наступного дня, він виявив, що маса речовини В була трохи більшою за суму мас речовин А і Б, що прореагували. Яка можлива причина такого результату?
Формуймо словничок
8. Випишіть із параграфа кілька ключових слів та словосполучень і розмістіть їх за алфавітом у створену вами електронну сторінку з хімії. Вони знадобляться для укладання українсько-англійського1 словничка до цього розділу підручника. Словничок допоможе вам відшукати потрібну інформацію на англомовних сайтах інтернету.
1 Замість англійської мови може бути інша — та, яку ви вивчаєте.
Оцінюймо свої знання
9. Створіть у зошиті таблицю оцінювання ваших знань і заповніть її.
