Hukum pemuliharaan jisim bahan bertindak balas. Undang-undang pemuliharaan jisim bahan

Pada tahun 1748 M.V. Lomonosov (Rusia) dan pada tahun 1789 A. Lavoisier (Perancis) secara bebas menemui undang-undang pemuliharaan jisim bahan dalam tindak balas kimia. Undang-undang ini dirumuskan seperti berikut:

Jisim semua bahan yang memasuki tindak balas kimia adalah sama dengan jisim semua hasil tindak balas.

CH 4 + O 2 = CO 2 + H 2 O

Mengikut undang-undang pengekalan jisim:

m(CH 4) + m(O 2) = m(CO 2) + m(H 2 O),

di mana m(CH 4) dan m(O 2) - jisim metana dan oksigen yang bertindak balas; m(CO 2) dan m(H 2 O) - jisim karbon dioksida dan air yang terbentuk hasil daripada tindak balas.

Pemuliharaan jisim bahan dalam tindak balas kimia dijelaskan oleh fakta bahawa bilangan atom setiap unsur sebelum dan selepas tindak balas tidak berubah. Semasa tindak balas kimia, hanya penyusunan semula atom berlaku. Dalam tindak balas, sebagai contoh, dalam bahan permulaan - CH 4 dan O 2 - atom karbon bergabung dengan atom hidrogen, dan atom oksigen antara satu sama lain; dalam molekul hasil tindak balas - CO 2 dan H 2 O - kedua-dua atom karbon dan atom hidrogen digabungkan dengan atom oksigen. Adalah mudah untuk mengira bahawa untuk mengekalkan bilangan atom setiap unsur, 1 molekul CH4 dan 2 molekul O2 mesti memasuki tindak balas ini, dan sebagai hasil tindak balas, 1 molekul CO2 dan 2 molekul H2O mesti dibentuk:

CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O

Ungkapan ini ialah persamaan tindak balas kimia, atau persamaan kimia.

Nombor di hadapan formula bahan dalam persamaan tindak balas dipanggil pekali. Dalam persamaan, pekali di hadapan formula O 2 dan H 2 O adalah sama dengan 2; pekali di hadapan formula CH 4 dan CO 2 adalah sama dengan 1 (biasanya tidak ditulis).

Persamaan kimia ialah ungkapan tindak balas kimia di mana formula bahan permulaan (reagen) dan hasil tindak balas ditulis, serta pekali yang menunjukkan bilangan molekul setiap bahan.

Jika skema tindak balas diketahui, maka untuk menyusun persamaan kimia anda perlu mencari pekali.

Mari kita karang, sebagai contoh, persamaan tindak balas, yang dinyatakan oleh rajah berikut:

Al + HCl = AlCl 3 + H 2

Di sebelah kiri rajah, atom dan adalah sebahagian daripada molekul HCl dalam nisbah 1: 1; di sebelah kanan rajah terdapat 3 atom klorin dalam molekul AlC1 3 dan 2 atom hidrogen dalam molekul H 2. Gandaan sepunya terkecil bagi 3 dan 2 ialah 6.

Mari kita tulis pekali "6" sebelum formula HCl, pekali "2" - sebelum formula AlC1 3 dan pekali "3" - sebelum formula H;

Al+ 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2

Oleh kerana bahagian kanan kini mengandungi 2 atom, kami akan menulis pekali "2" sebelum formula Al di sebelah kiri rajah:

2Al + 6HC1 = 2AlC1 3 + 3H 2

Hasilnya, kami memperoleh persamaan untuk tindak balas ini. Pekali dalam persamaan kimia menunjukkan bukan sahaja bilangan molekul, tetapi juga bilangan mol bahan permulaan dan hasil tindak balas. Sebagai contoh, persamaan ini menunjukkan bahawa 2 mol aluminium Al dan 6 mol aluminium bertindak balas, dan akibat daripada tindak balas itu, 2 mol aluminium klorida AlC1 3 dan 3 mol hidrogen H 2 terbentuk.

Objektif pelajaran:

1. Buktikan dan rumuskan secara eksperimen undang-undang pemuliharaan jisim bahan.
2. Berikan konsep persamaan kimia sebagai rakaman bersyarat bagi tindak balas kimia menggunakan formula kimia.

Jenis pelajaran: digabungkan

peralatan: timbangan, bikar, lesung dan alu, cawan porselin, lampu alkohol, mancis, magnet.

Reagen: parafin, larutan CuSO 4 , NaOH, HCl, fenolftalein, serbuk besi dan sulfur.

Kemajuan pelajaran.

saya. Peringkat organisasi.

II. Menetapkan matlamat.Nyatakan tajuk dan tujuan pelajaran.

III. Menyemak kerja rumah.

Soalan ulangkaji:

1. Bagaimanakah fenomena fizikal berbeza daripada fenomena kimia?

2. Apakah bidang permohonan? fenomena fizikal awak tahu?

3. Dengan tanda-tanda apakah kita boleh menilai bahawa tindak balas kimia telah berlaku?

4. Apakah tindak balas ekso dan endotermik? Apakah syarat yang diperlukan untuk kejadian mereka?

5. Pelajar melaporkan keputusan percubaan di rumah (No. 1,2 selepas §26)

Bersenam. Cari jodoh

Pilihan 1 - fenomena kimia, Pilihan 2 – fizikal:

1. Parafin cair
2. Sisa tumbuhan yang mereput
3. Penempaan logam
4. Membakar alkohol
5. Masam jus buah
6. Melarutkan gula dalam air
7. Menghitamkan dawai tembaga apabila dikalsinasi
8. air beku
9. Masam susu
10. Pembentukan fros

IV. Pengenalan ilmu.

1. Undang-undang pemuliharaan jisim bahan.

Soalan bermasalah:Adakah jisim bahan tindak balas akan berubah berbanding dengan jisim hasil tindak balas?

Eksperimen demonstrasi:

Guru meletakkan dua gelas pada penimbang:

A) satu dengan Cu(OH) yang baru dimendakan 2 , satu lagi dengan larutan HCl; menimbangnya, menuangkan larutan ke dalam satu gelas, letakkan satu lagi di sebelahnya, dan lelaki itu perhatikan bahawa keseimbangan timbangan tidak terganggu, walaupun tindak balas telah berlalu, seperti yang dibuktikan oleh pembubaran mendakan;

b) Tindak balas peneutralan dilakukan dengan cara yang sama - asid berlebihan ditambah kepada alkali berwarna fenolftalein dari gelas lain.

Percubaan video:Memanaskan tembaga.

Penerangan eksperimen:Letakkan 2 gram kuprum dihancurkan dalam kelalang kon. Sumbat kelalang dengan ketat dan timbang. Ingat jisim kelalang. Panaskan kelalang perlahan-lahan selama 5 minit dan perhatikan perubahan yang berlaku. Hentikan pemanasan dan apabila kelalang telah sejuk, timbangkan. Bandingkan jisim kelalang sebelum dipanaskan dengan jisim kelalang selepas dipanaskan.

Kesimpulan: Jisim kelalang tidak berubah selepas dipanaskan.

Formulasi hukum kekekalan jisim:jisim bahan yang bertindak balas adalah sama dengan jisim bahan yang terbentuk(murid menulis perkataan dalam buku nota mereka).

Undang-undang pemuliharaan jisim secara teorinya ditemui pada tahun 1748 dan disahkan secara eksperimen pada tahun 1756 oleh saintis Rusia M.V. Lomonosov.

Saintis Perancis Antoine Lavoisier pada tahun 1789 akhirnya meyakinkan dunia saintifik tentang kesejagatan undang-undang ini. Kedua-dua Lomonosov dan Lavoisier menggunakan skala yang sangat tepat dalam eksperimen mereka. Mereka memanaskan logam (plumbum, timah, dan merkuri) dalam bekas tertutup dan menimbang bahan permulaan dan produk tindak balas.

2. Persamaan kimia.

Eksperimen demonstrasi:Memanaskan campuran besi dan sulfur.

Penerangan eksperimen:Dalam mortar, sediakan campuran 3.5 gram Fe dan 2 gram S. Pindahkan campuran ini ke dalam cawan porselin dan panaskan dengan kuat di atas api penunu, perhatikan perubahan yang berlaku. Sapukan magnet pada bahan yang terhasil.

Bahan yang terhasil – besi (II) sulfida – berbeza daripada campuran asal. Besi mahupun sulfur tidak dapat dikesan secara visual di dalamnya. Ia juga mustahil untuk memisahkannya menggunakan magnet. Perubahan kimia telah berlaku.

Bahan permulaan yang mengambil bahagian dalam tindak balas kimia dipanggil reagen.

Bahan baru yang terbentuk hasil daripada tindak balas kimia dipanggil produk.

Mari kita tuliskan tindak balas yang berterusan dalam bentuk rajah:

besi + sulfur → ferum(II) sulfida

Persamaan kimiaialah tatatanda konvensional bagi tindak balas kimia menggunakan formula kimia.

Mari kita tulis tindak balas yang berterusan dalam bentuk persamaan kimia:

Fe + S → FeS

Peraturan untuk mengarang persamaan kimia

(persembahan pada skrin).

1. Di sebelah kiri persamaan, tuliskan formula bahan yang bertindak balas (reagen). Kemudian letakkan anak panah.

a) N 2 + H 2 →

B) Al(OH) 3 →

B) Mg + HCl →

D) CaO + HNO 3 →

2. Di sebelah kanan (selepas anak panah) tuliskan formula bahan yang terbentuk akibat tindak balas (produk). Semua formula disusun mengikut tahap pengoksidaan.

a) N 2 + H 2 → NH 3

B) Al(OH) 3 → Al 2 O 3 + H 2 O

B) Mg + HCl → MgCl 2 + H 2

D) CaO + HNO 3 → Ca(NO 3 ) 2 + H 2 O

3. Persamaan tindak balas dibuat berdasarkan undang-undang pengekalan jisim bahan, iaitu mesti ada bilangan atom yang sama di kiri dan kanan. Ini dicapai dengan meletakkan pekali di hadapan formula bahan.

Algoritma untuk menyusun pekali dalam persamaan tindak balas kimia.

2. Tentukan unsur yang mempunyai bilangan atom yang berubah, cari N.O.C.

3. Pisah N.O.C. untuk indeks - dapatkan pekali. Letakkan pekali di hadapan formula.

5. Adalah lebih baik untuk bermula dengan atom O atau mana-mana bukan logam lain (kecuali O adalah sebahagian daripada beberapa bahan).

A) N 2 + 3H 2 → 2NH 3 b) 2Al(OH) 3 → Al 2 O 3 + 3H 2 O

B) Mg + 2HCl → MgCl 2 + H 2 g) CaO + 2HNO 3 → Ca(NO 3 ) 2 + H 2 O

V. Kerja rumah.§ 27 (sehingga jenis tindak balas); No. 1 selepas §27

VI. Ringkasan pelajaran. Pelajar membuat rumusan tentang pelajaran.

Dalam pelajaran 11 "" dari kursus " Kimia untuk dummies» kita akan mengetahui oleh siapa dan bila undang-undang pemuliharaan jisim bahan ditemui; Mari kita berkenalan dengan persamaan kimia dan belajar cara meletakkan pekali dengan betul di dalamnya.

Masih dalam pertimbangan tindak balas kimia kami memberi perhatian kepada mereka berkualiti tinggi sampingan, iaitu, tentang bagaimana dan dalam keadaan apa bahan permulaan ditukar kepada produk tindak balas. Tetapi ada sisi lain untuk fenomena kimia - kuantitatif.

Adakah jisim bahan yang memasuki tindak balas kimia berubah? Dalam mencari jawapan kepada soalan ini, saintis Inggeris R. Boyle pada abad ke-17. menjalankan banyak eksperimen tentang pengkalsinan plumbum dalam bekas tertutup. Selepas menyelesaikan eksperimen, dia membuka bekas dan menimbang produk tindak balas. Akibatnya, Boyle membuat kesimpulan bahawa jisim bahan selepas tindak balas adalah lebih besar daripada jisim logam asal. Dia menjelaskan ini dengan penambahan beberapa "bahan berapi" pada logam.

Eksperimen R. Boyle mengenai pengkalsinan logam telah diulangi oleh saintis Rusia M.V Lomonosov pada tahun 1748. Dia mengkalsinkan besi dalam kelalang khas (retort) (Rajah 56), yang dimeteraikan secara hermetik. Tidak seperti Boyle, dia membiarkan retort dimeterai selepas reaksi itu. Menimbang retort selepas tindak balas menunjukkan bahawa jisimnya tidak berubah. Ini menunjukkan bahawa, walaupun tindak balas kimia telah berlaku antara logam dan bahan yang terkandung di udara, jumlah jisim bahan permulaan adalah sama dengan jisim hasil tindak balas.

M.V. Lomonosov membuat kesimpulan: " Semua perubahan yang berlaku pada alam adalah hakikat dari keadaan sedemikian bahawa sebanyak sesuatu diambil dari satu badan, begitu banyak akan ditambah kepada yang lain, jadi jika sedikit perkara hilang di suatu tempat, ia akan bertambah di tempat lain.».

Pada tahun 1789, ahli kimia Perancis A. Lavoisier membuktikan bahawa pengkalsinan logam adalah proses interaksi mereka dengan salah satu komponen udara - oksigen. Berdasarkan karya M.V. Lomonosov dan A. Lavoisier, ia dirumuskan hukum pemuliharaan jisim bahan dalam tindak balas kimia.

Jisim bahan yang memasuki tindak balas kimia adalah sama dengan jisim bahan yang terbentuk hasil daripada tindak balas itu.

Dalam tindak balas kimia, atom tidak hilang tanpa kesan dan tidak muncul daripada ketiadaan. Bilangan mereka kekal tidak berubah. Dan kerana mereka telah jisim malar , maka jisim bahan yang dibentuk oleh mereka juga kekal malar.

Undang-undang pemuliharaan jisim bahan boleh disahkan secara eksperimen. Untuk melakukan ini, gunakan peranti yang ditunjukkan dalam Rajah 57, a, b. Bahagian utamanya ialah tabung uji berkaki dua. Tuangkan air kapur ke dalam satu siku, dan larutan kuprum sulfat ke dalam kedua. Mari kita mengimbangi peranti pada skala, dan kemudian campurkan kedua-dua penyelesaian dalam satu siku. Pada masa yang sama, kita akan melihat bahawa mendakan biru bagi bahan baru akan memendakan. Pembentukan mendakan mengesahkan bahawa tindak balas kimia telah berlaku. Jisim peranti kekal sama. Ini bermakna hasil daripada tindak balas kimia, jisim bahan tidak berubah.

Undang-undang adalah penting untuk pemahaman yang betul tentang semua yang berlaku di alam semula jadi: tiada apa yang boleh hilang tanpa jejak dan datang dari tiada.

Tindak balas kimia boleh digambarkan menggunakan bahasa formula kimia. Unsur kimia mewakili simbol kimia, komposisi bahan ditulis menggunakan formula kimia, tindak balas kimia dinyatakan menggunakan persamaan kimia, iaitu, sama seperti perkataan dibuat daripada huruf, ayat dibuat daripada perkataan.

Persamaan tindak balas kimia (persamaan kimia)- ini ialah rakaman bersyarat bagi tindak balas menggunakan formula kimiadan tanda “+” dan “=”.

Undang-undang pemuliharaan jisim bahan dalam tindak balas kimia juga mesti dipatuhi semasa menyusun persamaan tindak balas kimia. Seperti dalam persamaan matematik, dalam persamaan tindak balas kimia terdapat sebelah kiri (di mana formula bahan permulaan ditulis) dan sebelah kanan (di mana formula produk tindak balas ditulis). Contohnya (Gamb. 58):

Apabila menulis persamaan tindak balas kimia, tanda "+" (tambah) menghubungkan formula bahan di sebelah kiri dan bahagian yang betul persamaan Oleh kerana jisim bahan sebelum tindak balas adalah sama dengan jisim bahan yang terbentuk, tanda “=” (sama) digunakan, yang menghubungkan sisi kiri dan kanan persamaan. Untuk menyamakan bilangan atom di sebelah kiri dan kanan persamaan, nombor digunakan di hadapan formula bahan. Nombor ini dipanggil pekali persamaan kimia dan tunjukkan bilangan molekul atau unit formula. Oleh kerana 1 mol sebarang bahan terdiri daripada nombor yang sama unit struktur(6.02*10 23), kemudian pekali juga menunjukkan kuantiti kimia setiap bahan:

Apabila menulis persamaan kimia, simbol khas juga digunakan, sebagai contoh, tanda "↓", menunjukkan bahawa bahan membentuk mendakan.

Untuk menggunakan pratonton pembentangan, buat akaun Google dan log masuk kepadanya: https://accounts.google.com

Kapsyen slaid:

Pratonton:

Topik pelajaran: " Persamaan kimia. Hukum kekekalan jisim bahan"

Jenis pelajaran: Penemuan ilmu baru

Objektif utama pelajaran:

1) Untuk membiasakan pelajar dengan tanda-tanda dan keadaan tindak balas kimia.

2) Buktikan secara eksperimen dan rumuskan undang-undang pemuliharaan jisim jirim

3) Berikan konsep persamaan kimia sebagai rakaman bersyarat bagi tindak balas kimia menggunakan formula kimia

4) Mula mengembangkan kemahiran menulis persamaan kimia

Bahan dan peralatan demonstrasi:neraca, bikar, reagen (larutan CuSO 4, NaOH, HCl, CaCO 3 , fenolftalein, Ba Cl 2, H 2 SO 4 ), komputer, projektor, skrin, pembentangan)

Kemajuan pelajaran

1. Ketetapan diri untuk aktiviti pendidikan:

Sasaran:

Wujudkan motivasi untuk aktiviti pembelajaran dengan mengemas kini motif dalaman (saya boleh dan mahu)

Tentukan isi pelajaran dengan pelajar

Organisasi proses pendidikan pada tahap 1

1. Seperti yang kita sedia maklum, kimia ialah ilmu tentang bahan. Apa yang kita sudah tahu tentang bahan? Adakah ilmu ini cukup untuk kita menjawab semua persoalan yang menarik minat kita? Bolehkah kita menjawab persoalan bagaimana perubahan bahan berlaku? Mengikut undang-undang apakah tindak balas kimia berlaku? Fikirkan tentang apa pelajaran hari ini?
2. Betul! Hari ini kami akan pergi bersama anda ke dunia yang menakjubkan transformasi kimia! Dan pengetahuan yang kami perolehi sebelum ini dalam pelajaran kimia akan membantu kami dalam hal ini.

2. Mengemas kini pengetahuan dan membetulkan kesukaran individu dalam tindakan percubaan:

Sasaran:

Semak semula bahan yang dibincangkan dalam pelajaran sebelumnya

menyusun pelaksanaan diri tindakan perbicaraan dan merekodkan sebarang kesulitan yang timbul

Organisasi proses pendidikan pada peringkat 2

1. Terdahulu kita mengetahui bahawa semua fenomena alam boleh dibahagikan kepada dua kumpulan. Kumpulan apakah ini? Mari kita ingat bagaimana beberapa fenomena berbeza daripada yang lain dan berikan contoh (slaid)

Seorang pelajar di dewan melakukan tugas itu. Permainan "Tic Tac Toe". Ia adalah perlu untuk menunjukkan laluan kemenangan, yang hanya terdiri daripada fenomena kimia (slaid).

Apa lagi yang boleh anda panggil fenomena kimia? (Tindak balas kimia)

Adakah kita semua tahu tentang tindak balas kimia? (Tidak)

1. Hari ini dalam kelas kita akan terus belajar tindak balas kimia. Saya mencadangkan untuk memulakan perjalanan kita ke dunia transformasi kimia.
2. Seperti yang anda nyatakan dengan betul, ciri khas perjalanan tindak balas kimia ialah pembentukan bahan baru -hasil tindak balas- memiliki harta lain yang tidak mereka milikibahan permulaan.
3. Apakah yang selalu mengiringi pembentukan bahan baru? (Tanda-tanda tindak balas kimia)
4. Sekarang kita akan memerlukan lagi pengetahuan yang diperoleh sebelum ini. Mari kita ingat apakah tanda-tanda tindak balas kimia yang sudah kita ketahui dan cuba tunjukkannya.

Bersama pelajar, guru menunjukkan eksperimen dalam tabung uji. Pelajar menamakan ciri yang boleh diperhatikan yang muncul serentak pada slaid.

Pembentukan mendakan (CuSO 4 dan NaOH)

Pelarutan mendakan (Cu(OH) 2 dan HCl)

Perubahan warna (NaOH dan phenolphthalein)

Evolusi gas (CaCO 3 dan H 2 SO 4 )

Pembebasan haba, cahaya (tindak balas pembakaran)

1. Apakah kesimpulan yang boleh kita buat daripada apa yang kita lihat? (Kemajuan tindak balas kimia boleh dinilai dengan penampilan tanda-tanda luaran).
2. Saya cadangkan anda merenung pada sehelai kertas salah satu daripada tindak balas kimia berikut. Terangkan apa yang berlaku dalam tabung uji menggunakan formula kimia dan simbol matematik.
3. Mari lihat nota anda dan pertimbangkan pilihan yang diterima. Mengapa terdapat pilihan yang berbeza?

3. Mengenal pasti lokasi dan punca kesukaran dan menetapkan matlamat untuk aktiviti tersebut

Sasaran:

1. menghubungkaitkan tindakan percubaan dengan pengetahuan, kemahiran dan kebolehan sedia ada pelajar
2. bersetuju dengan topik dan matlamat pelajaran individu

Organisasi proses pendidikan pada peringkat 3

1. 1) Mari kita fikirkan mengapa tidak semua orang dapat merekodkan tindak balas kimia? Bagaimanakah tugasan ini berbeza daripada tugasan lain yang telah anda selesaikan sebelum ini?
2. 2) Jadi, apakah matlamat pelajaran yang akan kita tetapkan hari ini?
3. Adakah anda tahu nama rekod yang mencerminkan intipati tindak balas kimia?
4. Bagaimanakah kita merumuskan tajuk pelajaran hari ini?

4. Pembinaan projek untuk keluar daripada kesukaran

Sasaran:

1. mewujudkan keadaan untuk pelajar secara sedar memilih cara baru memperoleh pengetahuan melalui eksperimen

Organisasi proses pendidikan pada peringkat 4

1. Jadi, kita akan dapat menghuraikan tindak balas kimia menggunakan formula dan simbol kimia jika kita mengetahui mekanisme perubahan beberapa bahan kepada yang lain. Untuk menyelesaikan masalah ini, saya mencadangkan untuk melakukannya penemuan saintifik! Dan untuk ini kita akan pergi ke abad ke-18 yang jauh, ke makmal saintis Rusia yang hebat M.V. Lomonosov (slaid), yang, seperti anda dan saya, hairan dengan soalan yang sama: "Bagaimanakah beberapa bahan berubah menjadi lain dan apa yang berlaku kepada jisim bahan? Adakah jisim bahan permulaan akan sama dengan jisim hasil tindak balas?
2. Beritahu saya, bagaimana kami memperoleh pengetahuan baru sebelum ini (Kami menggunakan buku teks, jadual, pembentangan, dll.)
3. Adakah mungkin untuk menjalankan eksperimen untuk mendapatkan pengetahuan baru? (Ya)

5. Pelaksanaan projek yang telah siap

Sasaran:

Menjalankan eksperimen untuk mencari pengetahuan baharu

Ringkaskan pemerhatian dan buat kesimpulan awal

Organisasi proses pendidikan pada peringkat 5

1. Saya bercadang untuk menjalankan eksperimen: (guru menjemput pelajar ke meja makmal)
2. Letakkan dua cawan pada platform skala - satu dengan larutan BaCl 2 , satu lagi dengan larutan H 2 JADI 4 . Tandakan kedudukan anak panah skala dengan penanda. Kami tuangkan penyelesaian ke dalam satu gelas dan letakkan yang kosong di sebelahnya.
3. Adakah tindak balas berlaku apabila kedua-dua larutan digabungkan? (Ya)
4. Apakah bukti ini? (Pembentukan mendakan putih)
5. Adakah bacaan jarum instrumen berubah? (Tidak)
6. Apakah kesimpulan yang boleh kita buat? Adakah jisim hasil tindak balas yang terhasil berbeza daripada jisim bahan permulaan? (Tidak)
7. Lomonosov juga membuat kesimpulan ini, yang dari 1748 hingga 1756 melakukan banyak kerja dan secara eksperimen membuktikan bahawa jisim bahan sebelum dan selepas tindak balas tetap tidak berubah. Eksperimennya adalah berdasarkan tindak balas logam yang berinteraksi dengan oksigen dari udara semasa pengkalsinan. Sekarang kita akan menonton video yang menggambarkan eksperimen sedemikian. (video slaid)

Kawan-kawan, apakah kesimpulan yang boleh kita buat sekarang? (Jisim bahan sebelum tindak balas adalah sama dengan jisim bahan selepas tindak balas)

Pernyataan ini ialah undang-undang pemuliharaan jisim bahan. (Formulasi pada slaid). Sekarang bolehkah kita menjelaskan bagaimana topik penuh pelajaran kita hari ini akan berbunyi? (Persamaan kimia. Hukum kekekalan jisim bahan)

Mari kita beralih kepada buku teks (ms. 139) dan baca rumusan undang-undang pemuliharaan jisim bahan.

Apakah yang berlaku kepada bahan semasa tindak balas kimia? Adakah atom baru terbentuk? unsur kimia? (Tidak, mereka tidak terbentuk. Hanya pengumpulan semula mereka berlaku!)

Dan jika bilangan atom sebelum dan selepas tindak balas kekal tidak berubah, maka mereka jumlah jisim juga tidak berubah. Mari sahkan kesahihan kesimpulan ini dengan menonton video (animasi slaid)

Sekarang, mengetahui undang-undang pemuliharaan jisim bahan, anda dan saya boleh mencerminkan intipati tindak balas kimia menggunakan formula kimia sebatian.

Kawan-kawan, apakah yang biasa dipanggil tatatanda konvensional tindak balas kimia menggunakan formula kimia dan simbol matematik? (Persamaan kimia) (slaid)

Mari cuba huraikan pengalaman yang kami tonton dalam video dengan pengkalsinan tembaga. (seorang pelajar menulis persamaan tindak balas di papan hitam).

Di sebelah kiri persamaan kita tuliskan bahan permulaan (rumus bahan yang bertindak balas). Apakah bahan yang berinteraksi? (Tembaga dan oksigen). Seperti yang kita ingat, kata hubung "DAN" dalam matematik digantikan dengan tanda "tambah" (kami menyambungkan bahan permulaan dengan tanda "tambah" Di sebelah kanan kami menulis produk tindak balas). (Kuprum oksida II). Kami meletakkan anak panah di antara bahagian:

Cu + O 2 = CuO

Begitulah mudah dan cantiknya. tetapi... tidak menghormati undang-undang pemuliharaan jisim bahan. Adakah ia diperhatikan dalam dalam kes ini? (Tidak!) Adakah jisim bahan sama sebelum dan selepas tindak balas? (Tidak).

Berapakah bilangan atom oksigen di sebelah kiri? (2) dan di sebelah kanan? (1). Oleh itu, kita mesti meletakkan 2 di hadapan formula oksida tembaga! - menyamakan oksigen.

Tetapi.. Sekarang kesamaan untuk tembaga rosak. Jelas sekali, anda juga perlu meletakkan 2 di hadapan formula untuk tembaga.

Adakah kita telah menyamakan bilangan atom setiap unsur di sebelah kiri dan kanan? (Ya!)

Mendapat kesaksamaan? (Ya)

Apakah nama rekod sedemikian? (Persamaan kimia)

6. Pengukuhan utama dengan bercakap semasa ucapan luaran:

Sasaran:

Wujudkan syarat untuk menetapkan bahan yang dipelajari dalam ucapan luaran

- Mari kita berlatih menulis persamaan tindak balas kimia dan cuba mencipta algoritma tindakan. (seorang pelajar di papan hitam membuat persamaan untuk tindak balas kimia)

1. Mari kita tuliskan tindak balas pembentukan ammonia daripada molekul hidrogen dan nitrogen.

1. Di sebelah kiri persamaan kita menulis formula bahan yang masuk ke dalam tindak balas (reagen). Kemudian kami meletakkan anak panah:

N 2 + N 2 →

1. Di sebelah kanan (selepas anak panah) kami menulis formula bahan yang terbentuk akibat tindak balas (produk).

H 2 + N 2 → NH 3

1. Kami menyusun persamaan tindak balas berdasarkan undang-undang pemuliharaan jisim.
2. Tentukan unsur yang manakah mempunyai bilangan atom yang berubah? kita dapati gandaan sepunya terkecil (LCM), bahagikan LCM kepada indeks - kita mendapat pekali.
3. Kami meletakkan pekali di hadapan formula sebatian.
4. Kami mengira semula bilangan atom dan ulangi langkah jika perlu.

3H 2 + N 2 → 2NH 3

6. Kerja bebas dengan ujian kendiri terhadap standard:

Sasaran:

Atur penyiapan tugasan bebas pelajar cara baru tindakan menyemak sendiri.

Atur penilaian kendiri kanak-kanak tentang ketepatan tugas (jika perlu, pembetulan kemungkinan kesilapan)

Organisasi proses pendidikan pada peringkat 6

1. Bersedia untuk mencuba tangan anda? Kemudian susun persamaan anda sendiri untuk tindak balas kimia pembentukan air, letakkan pekali yang hilang dalam persamaan

(animasi slaid) - contoh pembentukan air.

(bahan awal dipaparkan pada skrin - molekul hidrogen dan molekul oksigen, kemudian produk tindak balas muncul - molekul air)

Semak (pekali yang hilang dalam persamaan tindak balas muncul pada skrin)

Siapa ada masalah? Apa yang masih tidak jelas?

7. Refleksi aktiviti pembelajaran dalam pelajaran

Sasaran:

Betulkan dalam pertuturan istilah baharu (tindak balas kimia, persamaan kimia) dan perumusan undang-undang pemuliharaan jisim

Catatkan kesukaran yang tidak dapat diselesaikan dalam pelajaran sebagai hala tuju untuk aktiviti pendidikan masa hadapan

Nilai aktiviti anda sendiri di dalam kelas

Bersetuju dengan kerja rumah

Organisasi proses pendidikan pada peringkat 7

Apa pelajaran hari ini? Apakah topik pelajaran? Apakah matlamat yang telah kita tetapkan dan mampukah kita mencapainya?

Di manakah kita boleh mengaplikasikan ilmu yang diperoleh hari ini?

Apakah kesukaran yang anda hadapi? Adakah anda berjaya mengatasinya. Apa yang masih tidak jelas?

Kerja siapa dalam kelas yang akan anda ketengahkan? Bagaimana anda menilai kerja anda?

Kerja rumah:

Hlm. 27, cth. 1, 2. Latihan pada kad (pada pelajaran seterusnya, pelajar melakukan ujian kendiri menggunakan slaid standard pada skrin).

Hukum kekekalan jisim.

Jisim bahan yang memasuki tindak balas kimia adalah sama dengan jisim bahan yang terbentuk hasil daripada tindak balas itu.

Undang-undang pemuliharaan jisim adalah kes khas undang-undang umum alam - undang-undang pemuliharaan jirim dan tenaga. Berdasarkan undang-undang ini, tindak balas kimia boleh diwakili menggunakan persamaan kimia, menggunakan formula kimia bahan dan pekali stoikiometri yang mencerminkan kuantiti relatif (bilangan mol) bahan yang terlibat dalam tindak balas.

Sebagai contoh, tindak balas pembakaran metana ditulis seperti berikut:

Undang-undang pemuliharaan jisim bahan

(M.V. Lomonosov, 1748; A. Lavoisier, 1789)

Jisim semua bahan yang terlibat dalam tindak balas kimia adalah sama dengan jisim semua hasil tindak balas.

Teori atom-molekul menerangkan hukum ini seperti berikut: akibat tindak balas kimia, atom tidak hilang atau muncul, tetapi penyusunan semula berlaku (iaitu, transformasi kimia ialah proses memecahkan beberapa ikatan antara atom dan membentuk yang lain, mengakibatkan bahan, molekul hasil tindak balas diperoleh). Oleh kerana bilangan atom sebelum dan selepas tindak balas kekal tidak berubah, jumlah jisim mereka juga tidak boleh berubah. Jisim difahami sebagai kuantiti yang mencirikan jumlah jirim.

Pada awal abad ke-20, penggubalan undang-undang pemuliharaan jisim telah disemak sehubungan dengan kedatangan teori relativiti (A. Einstein, 1905), mengikut mana jisim badan bergantung pada kelajuan dan , oleh itu, mencirikan bukan sahaja jumlah jirim, tetapi juga pergerakannya. Tenaga E yang diterima oleh jasad adalah berkaitan dengan pertambahan jisimnya m oleh hubungan E = m c 2, dengan c ialah kelajuan cahaya. Nisbah ini tidak digunakan dalam tindak balas kimia, kerana 1 kJ tenaga sepadan dengan perubahan jisim sebanyak ~10 -11 g dan m secara praktikal tidak boleh diukur. DALAM tindak balas nuklear, di mana E ialah ~10 6 kali lebih besar daripada tindak balas kimia, m perlu diambil kira.

Berdasarkan undang-undang pemuliharaan jisim, adalah mungkin untuk merangka persamaan untuk tindak balas kimia dan melakukan pengiraan menggunakannya. Ia adalah asas analisis kimia kuantitatif.

Hukum Ketekalan Komposisi

Hukum ketekalan gubahan ( J.L. Proust, 1801 -1808.) - mana-mana sebatian tulen kimia tertentu, tanpa mengira kaedah penyediaannya, terdiri daripada yang sama unsur kimia, dan nisbah jisimnya adalah malar, dan nombor relatif mereka atom dinyatakan sebagai integer. Ini adalah salah satu undang-undang asas kimia.

Undang-undang ketekalan gubahan tidak berpuas hati untuk Berthollides(sebatian komposisi berubah-ubah). Walau bagaimanapun, demi kesederhanaan, komposisi banyak Berthollides ditulis sebagai malar. Sebagai contoh, komposisi besi(II) oksida ditulis sebagai FeO (bukan formula yang lebih tepat Fe 1-x O).

Hukum Gandaan

Hukum nisbah berbilang adalah salah satu daripada stoikiometrik undang-undang kimia: kalau dua bahan (ringkas atau kompleks) membentuk lebih daripada satu sebatian antara satu sama lain, maka jisim satu bahan bagi setiap jisim yang sama bahan lain adalah berkaitan sebagai integer, biasanya kecil.

Contoh

1) Komposisi nitrogen oksida (dalam peratus mengikut berat) dinyatakan nombor berikut:

Membahagikan nombor di garis bawah dengan 0.57, kita melihat bahawa mereka berada dalam nisbah 1:2:3:4:5.

2) Kalsium klorida bentuk 4 dengan air hidrat kristal, komposisinya dinyatakan oleh formula: CaCl 2 ·H 2 O, CaCl 2 ·2H 2 O, CaCl 2 ·4H 2 O, CaCl 2 ·6H 2 O, iaitu dalam semua sebatian ini jisim air setiap satu molekul CaCl 2 dikaitkan sebagai 1:2:4:6.

Hukum hubungan isipadu

(Gay-Lussac, 1808)

"Isipadu gas yang memasuki tindak balas kimia dan isipadu gas yang terbentuk hasil daripada tindak balas adalah berkaitan antara satu sama lain sebagai nombor bulat yang kecil."

Akibat. Pekali stoikiometri dalam persamaan tindak balas kimia untuk molekul bahan gas menunjukkan dalam nisbah isipadu bahan gas bertindak balas atau diperolehi.

2CO + O 2  2CO 2

Apabila dua isipadu karbon (II) oksida dioksidakan oleh satu isipadu oksigen, 2 isipadu karbon dioksida terbentuk, i.e. isipadu campuran tindak balas awal dikurangkan sebanyak 1 isipadu.

b) Apabila mensintesis ammonia daripada unsur:

n 2 + 3j 2  2nh 3

Satu isipadu nitrogen bertindak balas dengan tiga isipadu hidrogen; Dalam kes ini, 2 isipadu ammonia terbentuk - isipadu jisim tindak balas gas awal akan berkurangan sebanyak 2 kali.

Persamaan Clayperon-Mendeleev

Jika kita menuliskan hukum gas gabungan untuk sebarang jisim mana-mana gas, kita memperoleh persamaan Clayperon-Mendeleev:

di mana m ialah jisim gas; M - berat molekul; p - tekanan; V - kelantangan; T - suhu mutlak (° K); R ialah pemalar gas sejagat (8.314 J/(mol K) atau 0.082 l atm/(mol K)).

Untuk jisim tertentu gas tertentu, nisbah m/M adalah malar, jadi hukum gas bersatu diperolehi daripada persamaan Clayperon-Mendeleev.

Berapakah isipadu karbon (II) monoksida seberat 84 g pada suhu 17°C dan tekanan 250 kPa?

Bilangan mol CO ialah:

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

Isipadu CO pada N.S. berjumlah

3 22.4 l = 67.2 l

Daripada gabungan undang-undang gas Boyle-Mariotte dan Gay-Lussac:

(P 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 l

Ketumpatan relatif gas menunjukkan berapa kali 1 mol satu gas lebih berat (atau lebih ringan) daripada 1 mol gas lain.

D A(B) = (B)  (A) = M (B) / M (A)

Purata berat molekul bagi campuran gas adalah sama dengan jumlah jisim campuran dibahagikan dengan jumlah mol:

M av = (m 1 +.... + m n) / ( 1 +.... +  n) = (M 1 V 1 + .... M n V n) / ( 1 +.. .. +  n)

UNDANG-UNDANG PEMELIHARAAN TENAGA : dalam pengasingan Dalam sistem, tenaga sistem kekal malar hanya peralihan dari satu jenis tenaga ke yang lain mungkin. Dalam termodinamik pemuliharaan tenaga, undang-undang itu sepadan dengan undang-undang pertama termodinamik, yang dinyatakan oleh persamaan Q = DU + W, di mana Q ialah jumlah haba yang diberikan kepada sistem, DU ialah perubahan dalam. tenaga sistem, W ialah kerja yang dilakukan oleh sistem. Satu kes khas pemuliharaan tenaga ialah hukum Hess.

Konsep tenaga telah disemak semula berkaitan dengan kemunculan teori relativiti (A. Einstein, 1905): jumlah tenaga E adalah berkadar dengan jisim m dan dikaitkan dengannya dengan hubungan E = mc2, di mana c ialah kelajuan cahaya. Oleh itu, jisim boleh dinyatakan dalam unit tenaga dan undang-undang pemuliharaan jisim dan tenaga yang lebih umum boleh dirumuskan: dalam iso-lira. sistem, jumlah jisim dan tenaga adalah malar dan hanya penjelmaan dalam nisbah setara yang ketat bagi beberapa bentuk tenaga kepada yang lain dan perubahan yang berkaitan secara setara dalam jisim dan tenaga adalah mungkin.

Hukum setara

bahan berinteraksi antara satu sama lain dalam kuantiti yang berkadar dengan setaranya. Apabila menyelesaikan beberapa masalah, adalah lebih mudah untuk menggunakan rumusan lain undang-undang ini: jisim (isipadu) bahan yang bertindak balas antara satu sama lain adalah berkadar dengan jisim yang setara (isipadu).

setara: unsur kimia digabungkan antara satu sama lain dalam kuantiti yang ditentukan dengan ketat sepadan dengan setaranya. Ungkapan matematik bagi hukum setara mempunyai pandangan seterusnya: di mana m1 dan m2 ialah jisim bahan bertindak balas atau terhasil, m eq(1) dan m eq(2) ialah jisim setara bahan ini.

Contohnya: sejumlah logam, jisim setara dengannya ialah 28 g/mol, menyesarkan 0.7 liter hidrogen daripada asid, diukur pada keadaan biasa. Tentukan jisim logam itu. Penyelesaian: Mengetahui bahawa isipadu setara hidrogen ialah 11.2 L/mol, perkadarannya ialah: 28 g logam bersamaan dengan 11.2 L hidrogen x g logam bersamaan dengan 0.7 L hidrogen. Kemudian x=0.7*28/11.2= 1.75 g.

Untuk menentukan jisim setara atau setara, tidak perlu bermula daripada gabungannya dengan hidrogen. Mereka boleh ditentukan oleh komposisi sebatian unsur tertentu dengan mana-mana unsur lain, yang setara dengannya diketahui.

Sebagai contoh: apabila 5.6 g besi dan sulfur digabungkan, 8.8 g besi sulfida terbentuk. Adalah perlu untuk mencari jisim setara besi dan setara dengannya jika diketahui bahawa jisim setara sulfur ialah 16 g/mol. Penyelesaian: dari keadaan masalah ia mengikuti bahawa dalam sulfida besi terdapat 8.8-5.6 = 3.2 g sulfur setiap 5.6 g besi. Mengikut undang-undang setara, jisim bahan berinteraksi adalah berkadar dengan jisim setaranya, iaitu, 5.6 g besi bersamaan dengan 3.2 g sulfur meq (Fe) bersamaan dengan 16 g/mol sulfur. Ia berikutan bahawa m3KB(Fe) = 5.6*16/3.2=28 g/mol. Setara dengan besi ialah: 3=meq(Fe)/M(Fe)=28 g/mol:56 g/mol=1/2. Oleh itu, setara dengan besi ialah 1/2 mol, iaitu, 1 mol besi mengandungi 2 setara.

undang-undang Avogadro

Akibat undang-undang

Akibat pertama undang-undang Avogadro: satu mol mana-mana gas di bawah keadaan yang sama menduduki isipadu yang sama.

Khususnya, dalam keadaan normal, iaitu pada 0 °C (273 K) dan 101.3 kPa, isipadu 1 mol gas ialah 22.4 liter. Isipadu ini dipanggil isipadu molar gas V m. Nilai ini boleh dikira semula kepada suhu dan tekanan lain menggunakan persamaan Mendeleev-Clapeyron:

.

Akibat kedua undang-undang Avogadro: jisim molar gas pertama adalah sama dengan hasil jisim molar gas kedua dan ketumpatan relatif gas pertama berbanding dengan yang kedua.

Kedudukan ini sangat penting untuk pembangunan kimia, kerana ia memungkinkan untuk menentukan berat separa jasad yang mampu meresap ke dalam keadaan gas atau wap. Jika melalui m kami menandakan berat separa badan, dan dengan d- graviti tentu dalam keadaan wap, kemudian nisbah m / d mesti tetap untuk semua badan. Pengalaman telah menunjukkan bahawa untuk semua jasad yang dikaji yang masuk ke dalam wap tanpa penguraian, pemalar ini adalah sama dengan 28.9, jika, apabila menentukan berat separa, kita meneruskan dari graviti tentu udara, diambil sebagai satu unit, tetapi pemalar ini akan sama. kepada 2, jika kita mengambil graviti tentu hidrogen sebagai satu unit. Setelah menetapkan pemalar ini, atau, apa yang sama, isipadu separa yang biasa kepada semua wap dan gas sebagai DENGAN, daripada formula yang kita ada sebaliknya m = dC. Oleh kerana graviti tentu wap mudah ditentukan, maka, menggantikan nilai d Dalam formula, berat separa yang tidak diketahui bagi badan yang diberikan juga diperolehi.

Termokimia

Kesan terma tindak balas kimia

Bahan daripada Wikipedia - ensiklopedia percuma

Kesan terma tindak balas atau perubahan kimia entalpi sistem akibat berlakunya tindak balas kimia - jumlah haba yang dikaitkan dengan perubahan dalam pembolehubah kimia yang diterima oleh sistem di mana tindak balas kimia berlaku dan hasil tindak balas mengambil suhu bahan tindak balas.

Untuk kesan terma menjadi kuantiti yang bergantung hanya pada sifat tindak balas kimia yang berterusan, syarat berikut mesti dipenuhi:

Tindak balas mesti diteruskan sama ada pada isipadu tetap Q v (proses isochorik), atau pada tekanan malar Q p( proses isobarik).

Tiada kerja dilakukan dalam sistem, kecuali untuk kerja pengembangan yang mungkin pada P = const.

Jika tindak balas dijalankan dalam keadaan piawai pada T = 298.15 K = 25 ˚C dan P = 1 atm = 101325 Pa, kesan haba dipanggil kesan haba piawai tindak balas atau entalpi tindak balas piawai Δ H rO. Dalam termokimia, haba tindak balas piawai dikira menggunakan entalpi pembentukan piawai.

Entalpi pembentukan piawai (haba pembentukan piawai)

Haba pembentukan piawai difahami sebagai kesan haba tindak balas pembentukan satu mol bahan daripada bahan mudah, komponennya, yang berada dalam keadaan stabil negeri piawai.

Sebagai contoh, entalpi pembentukan piawai ialah 1 mol metana daripada karbon Dan hidrogen sama dengan kesan haba tindak balas:

C(tv) + 2H 2 (g) = CH 4 (g) + 76 kJ/mol.

Entalpi pembentukan piawai dilambangkan dengan Δ H fO. Di sini indeks f bermaksud pembentukan, dan bulatan berpalang, mengingatkan cakera Plimsol - apa kuantiti merujuk kepada keadaan standard bahan. Satu lagi sebutan untuk entalpi piawai sering dijumpai dalam kesusasteraan - ΔH 298,15 0 , di mana 0 menunjukkan tekanan yang sama kepada satu atmosfera (atau, agak lebih tepat, kepada keadaan standard ), dan 298.15 ialah suhu. Kadangkala indeks 0 digunakan untuk kuantiti yang berkaitan dengan bahan tulen, menetapkan bahawa mereka boleh menyatakan kuantiti termodinamik piawai hanya apabila bahan tulen dipilih sebagai keadaan piawai . Piawaian juga boleh diambil, sebagai contoh, sebagai keadaan bahan dalam sangat cair penyelesaian. “Plimsoll disk” dalam kes ini bermaksud keadaan standard jirim sebenar, tanpa mengira pilihannya.

Entalpi pembentukan bahan ringkas diambil sama dengan sifar, dan nilai sifar entalpi pembentukan merujuk kepada keadaan pengagregatan, stabil pada T = 298 K. Contohnya, untuk iodin dalam keadaan kristal Δ H I2(tv) 0 = 0 kJ/mol, dan untuk cecair iodin Δ H I2(l) 0 = 22 kJ/mol. Entalpi pembentukan bahan ringkas di bawah keadaan piawai adalah ciri tenaga utamanya.

Kesan haba bagi sebarang tindak balas didapati sebagai perbezaan antara jumlah haba pembentukan semua produk dan jumlah haba pembentukan semua bahan tindak balas dalam tindak balas ini (akibat Undang-undang Hess):

Δ H tindak balas O = ΣΔ H f O (produk) - ΣΔ H f O (reagen)

Kesan termokimia boleh dimasukkan ke dalam tindak balas kimia. Persamaan kimia yang menunjukkan jumlah haba yang dibebaskan atau diserap dipanggil persamaan termokimia. Tindak balas yang disertai dengan pembebasan haba ke dalam persekitaran mempunyai kesan haba negatif dan dipanggil eksotermik. Tindak balas yang disertai dengan penyerapan haba mempunyai kesan terma positif dan dipanggil endotermik. Kesan haba biasanya merujuk kepada satu mol bahan permulaan yang bertindak balas yang pekali stoikiometrinya adalah maksimum.

Pergantungan suhu kesan haba(enthalpi) tindak balas

Untuk mengira pergantungan suhu bagi entalpi tindak balas, adalah perlu untuk mengetahui molar kapasiti haba bahan yang terlibat dalam tindak balas. Perubahan dalam entalpi tindak balas dengan peningkatan suhu dari T 1 hingga T 2 dikira mengikut hukum Kirchhoff (diandaikan bahawa dalam julat suhu tertentu kapasiti haba molar tidak bergantung pada suhu dan tidak ada transformasi fasa):

Sekiranya transformasi fasa berlaku dalam julat suhu tertentu, maka dalam pengiraan adalah perlu untuk mengambil kira haba transformasi yang sepadan, serta perubahan dalam pergantungan suhu kapasiti haba bahan yang telah mengalami transformasi sedemikian:

di mana ΔC p (T 1 ,T f) ialah perubahan kapasiti haba dalam julat suhu daripada T 1 kepada suhu peralihan fasa; ΔC p (T f ,T 2) ialah perubahan kapasiti haba dalam julat suhu daripada suhu peralihan fasa kepada suhu akhir, dan T f ialah suhu peralihan fasa.

Entalpi pembakaran piawai

Entalpi standard pembakaran - Δ H hor o, kesan haba tindak balas pembakaran satu mol bahan dalam oksigen kepada pembentukan oksida dalam darjat tertinggi pengoksidaan. Haba pembakaran bahan tidak mudah terbakar diandaikan sifar.

Entalpi piawai larutan

Entalpi piawai larutan - Δ H larutan, kesan haba proses melarutkan 1 mol bahan dalam jumlah pelarut yang tidak terhingga besar. Terdiri daripada bahang kemusnahan kekisi kristal dan kehangatan penghidratan(atau haba penyelesaian untuk larutan bukan akueus), dilepaskan sebagai hasil interaksi molekul pelarut dengan molekul atau ion zat terlarut dengan pembentukan sebatian komposisi berubah - hidrat (solvat). Pemusnahan kekisi kristal biasanya merupakan proses endotermik - Δ H resh > 0, dan penghidratan ion adalah eksotermik, Δ H hidr< 0. В зависимости от соотношения значений ΔH resh dan Δ H hydr entalpi pembubaran boleh sama ada positif atau nilai negatif. Jadi pembubaran kristal kalium hidroksida disertai dengan pelepasan haba:

Δ H larutKOH o = Δ H tentukan + Δ H hidrK +o + Δ H hidroOH −о = −59 KJ/mol

Di bawah entalpi penghidratan - Δ H hydr, merujuk kepada haba yang dibebaskan apabila 1 mol ion berpindah dari vakum ke larutan.

Entalpi piawai peneutralan

Entalpi piawai peneutralan - Δ H entalpi neutro tindak balas asid dan bes kuat untuk membentuk 1 mol air dalam keadaan piawai:

HCl + NaOH = NaCl + H 2 O

H + + OH − = H 2 O, ΔH neutr ° = −55.9 kJ/mol

Entalpi peneutralan piawai untuk larutan pekat elektrolit yang kuat bergantung kepada kepekatan ion, disebabkan oleh perubahan dalam nilai ΔH penghidratan ° ion semasa pencairan.

Entalpi

Entalpi ialah sifat bahan yang menunjukkan jumlah tenaga yang boleh ditukar kepada haba.

Entalpi ialah sifat termodinamik bahan yang menunjukkan tahap tenaga yang disimpan dalam struktur molekulnya. Ini bermakna walaupun sesuatu bahan mungkin mempunyai tenaga berdasarkan suhu dan tekanan, tidak semuanya boleh ditukar kepada haba. Sebahagian daripada tenaga dalaman sentiasa kekal dalam bahan dan mengekalkan struktur molekulnya. Bahagian tenaga kinetik bahan tidak boleh diakses apabila suhunya menghampiri suhu persekitaran. Oleh itu, entalpi ialah jumlah tenaga yang tersedia untuk ditukar kepada haba pada suhu dan tekanan tertentu. Unit entalpi- British unit terma atau joule untuk tenaga dan Btu/lbm atau J/kg untuk tenaga tertentu.

Kuantiti entalpi

Kuantiti entalpi sesuatu bahan adalah berdasarkan suhu yang diberikan. suhu ini- ini adalah nilai yang dipilih oleh saintis dan jurutera sebagai asas untuk pengiraan. Ia adalah suhu di mana entalpi bahan adalah sifar J. Dalam erti kata lain, bahan itu tidak mempunyai tenaga tersedia yang boleh ditukar kepada haba. Suhu ini adalah pelbagai bahan berbeza. Sebagai contoh, suhu air ini ialah titik tiga (0 °C), nitrogen ialah -150 °C, dan penyejuk berasaskan metana dan etana ialah -40 °C.

Jika suhu sesuatu bahan lebih tinggi daripada suhu tertentu atau berubah keadaan kepada keadaan gas pada suhu tertentu, entalpi dinyatakan sebagai nombor positif. Sebaliknya, pada suhu di bawah ini, entalpi bahan dinyatakan sebagai nombor negatif. Entalpi digunakan dalam pengiraan untuk menentukan perbezaan tahap tenaga antara dua keadaan. Ini adalah perlu untuk mengkonfigurasi peralatan dan menentukan pekali tindakan yang berguna dalam proses tersebut.

Entalpi sering ditakrifkan sebagai jumlah tenaga jirim, kerana ia adalah sama dengan jumlah tenaga dalamannya (u) dalam negeri ini bersama dengan keupayaannya untuk menyelesaikan kerja (pv). Tetapi dalam realiti entalpi tidak menunjukkan penuh tenaga bahan pada suhu tertentu melebihi sifar mutlak (-273°C). Oleh itu, daripada mentakrifkan entalpi sebagai jumlah haba bahan, ia lebih tepat ditakrifkan sebagai jumlah jumlah tenaga yang ada bagi bahan yang boleh ditukar menjadi haba. H = U + pV

Tenaga dalaman

Tenaga dalaman badan (ditandakan sebagai E atau U) ialah jumlah tenaga interaksi molekul dan pergerakan haba molekul. Tenaga dalaman adalah fungsi unik keadaan sistem. Ini bermakna apabila sistem mendapati dirinya dalam keadaan tertentu, ia tenaga dalaman mengambil makna yang wujud dalam keadaan ini, tanpa mengira sejarah sistem. Akibatnya, perubahan tenaga dalaman semasa peralihan dari satu keadaan ke keadaan lain akan sentiasa sama dengan perbezaan antara nilainya dalam keadaan akhir dan awal, tanpa mengira laluan di mana peralihan itu berlaku.

Tenaga dalaman badan tidak boleh diukur secara langsung. Anda hanya boleh menentukan perubahan tenaga dalaman:

Dibawa ke badan panas, diukur dalam joule

- Kerja dilakukan oleh badan terhadap daya luar, diukur dalam joule

Formula ini adalah ungkapan matematik hukum pertama termodinamik

Untuk proses separa statik hubungan berikut memegang:

-suhu, diukur dalam kelvin

-entropi, diukur dalam joule/kelvin

-tekanan, diukur dalam pascal

-potensi kimia

Bilangan zarah dalam sistem

Gas ideal

Menurut undang-undang Joule, diperoleh secara empirik, tenaga dalaman gas ideal tidak bergantung pada tekanan atau isipadu. Berdasarkan fakta ini, kita boleh mendapatkan ungkapan untuk perubahan tenaga dalaman gas ideal. Mengikut takrifan kapasiti haba molar pada isipadu tetap, . Oleh kerana tenaga dalaman gas ideal hanyalah fungsi suhu, maka

.

Formula yang sama juga berlaku untuk mengira perubahan tenaga dalaman mana-mana badan, tetapi hanya dalam proses dengan isipadu tetap ( proses isochorik); V kes am C V (T,V) ialah fungsi kedua-dua suhu dan isipadu.

Jika kita mengabaikan perubahan kapasiti haba molar dengan perubahan suhu, kita memperoleh:

Δ U = ν C V Δ T,

di mana ν ialah jumlah bahan, Δ T- perubahan suhu.

TENAGA DALAMAN BAHAN, BADAN, SISTEM

(Bahasa Yunani: ένέργια - aktiviti, tenaga). Tenaga dalaman adalah Bahagian (jumlah tenaga badan sistem): tel = tel E + tel k + U hlm tel E - , Di mana tenaga kinetik makroskopik pergerakan tel k - sistem, tenaga berpotensi , disebabkan oleh kehadiran kuasa luar padang U(graviti, elektrik, dll.), bahan- tenaga dalaman. Tenaga dalaman , badan, sistem badan - fungsi negeri , ditakrifkan sebagai jumlah rizab tenaga keadaan dalaman bahan, badan, sistem, berubah (dilepaskan) dalam proses kimia tindak balas, pemindahan haba dan prestasi kerja. Komponen tenaga dalam: (a) tenaga kinetik haba kebarangkalian pergerakan zarah (atom, molekul, ion dll) yang membentuk bahan (badan, sistem);(b) tenaga keupayaan zarah disebabkan oleh intermolekulnya interaksi; (c) tenaga elektron dalam petala elektron, atom dan ion; - (d) tenaga intranuklear. Tenaga dalaman tidak dikaitkan dengan proses mengubah keadaan sistem. Dengan sebarang perubahan dalam sistem, tenaga dalaman sistem, bersama-sama dengan persekitarannya, kekal malar. Iaitu, tenaga dalaman tidak hilang dan tidak diperolehi. Pada masa yang sama, tenaga boleh bergerak dari satu bahagian sistem ke bahagian lain atau ditukar daripada satu borang kepada yang lain. Ini adalah salah satu formulasi undang-undang pemuliharaan tenaga - undang-undang pertama termodinamik. Sebahagian daripada tenaga dalaman boleh ditukar menjadi kerja. Bahagian tenaga dalaman ini dipanggil tenaga percuma .

G

. (DALAM sebatian kimia ia dipanggil kimia potensi). Selebihnya tenaga dalaman, yang tidak boleh ditukar menjadi kerja, dipanggil tenaga terikat - jumlah tenaga badan W b Entropi Entropi (dari - bahasa Yunani ἐντροπία - bertukar, transformasi) menjadi sains semula jadi - ukuran gangguan, terdiri daripada banyak elemen. Khususnya, dalam fizik statistik mengukur kebarangkalian pelaksanaan mana-mana keadaan makroskopik; V sejarah alternatif (invarian dan kebolehubahan proses sejarah).