Định luật bảo toàn khối lượng các chất phản ứng. Định luật bảo toàn khối lượng của các chất

Năm 1748 M.V. Lomonosov (Nga) và năm 1789 A. Lavoisier (Pháp) đã độc lập phát hiện ra định luật bảo toàn khối lượng các chất trong phản ứng hóa học. Luật này được xây dựng như sau:

Khối lượng của tất cả các chất tham gia phản ứng hóa học bằng khối lượng của tất cả các sản phẩm phản ứng.

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

Theo định luật bảo toàn khối lượng:

tôi(CH 4) + tôi(O 2) = tôi(CO2) + tôi(H2O),

Ở đâu tôi(CH 4) và tôi(O 2) - khối lượng khí metan và oxy đã phản ứng; tôi(CO2) và tôi(H 2 O) - khối lượng khí cacbonic và nước được tạo thành sau phản ứng.

Việc bảo toàn khối lượng các chất trong phản ứng hóa học được giải thích là do số nguyên tử của mỗi nguyên tố trước và sau phản ứng không thay đổi. Trong phản ứng hóa học chỉ xảy ra sự sắp xếp lại các nguyên tử. Ví dụ, trong một phản ứng, trong các chất ban đầu - CH 4 và O 2 - nguyên tử cacbon kết hợp với các nguyên tử hydro và các nguyên tử oxy với nhau; trong phân tử của sản phẩm phản ứng - CO 2 và H 2 O - cả nguyên tử cacbon và nguyên tử hydro đều kết hợp với nguyên tử oxy. Dễ dàng tính được rằng để duy trì số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố thì phải tham gia phản ứng này 1 phân tử CH4 và 2 phân tử O2, và kết quả của phản ứng là phải hình thành 1 phân tử CO2 và 2 phân tử H2O:

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

Biểu thức này là phương trình phản ứng hóa học hoặc phương trình hóa học.

Các số đứng trước công thức các chất trong phương trình phản ứng được gọi là hệ số. Trong phương trình, các hệ số đứng trước công thức O 2 và H 2 O đều bằng 2; các hệ số đứng trước công thức CH 4 và CO 2 bằng 1 (chúng thường không được viết ra).

Phương trình hóa học là biểu hiện của một phản ứng hóa học trong đó viết công thức của chất ban đầu (thuốc thử) và sản phẩm phản ứng, cũng như hệ số biểu thị số lượng phân tử của từng chất.

Nếu biết sơ đồ phản ứng thì để lập phương trình hóa học bạn cần tìm các hệ số.

Ví dụ, chúng ta hãy soạn một phương trình phản ứng, được biểu thị bằng sơ đồ sau:

Al + HCl = AlCl3 + H2

Ở phía bên trái của sơ đồ, các nguyên tử và là một phần của phân tử HCl theo tỷ lệ 1: 1; ở phía bên phải của sơ đồ có 3 nguyên tử clo trong phân tử AlC1 3 và 2 nguyên tử hydro trong phân tử H 2. bội số chung nhỏ nhất của 3 và 2 là 6

Viết hệ số “6” trước công thức HCl, hệ số “2” - trước công thức AlC1 3 và hệ số “3” - trước công thức H;

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

Vì phía bên phải hiện có 2 nguyên tử nên chúng ta viết hệ số “2” trước công thức Al ở phía bên trái của sơ đồ:

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

Kết quả là chúng tôi thu được phương trình cho phản ứng này. Các hệ số trong phương trình hóa học không chỉ thể hiện số lượng phân tử mà còn thể hiện số mol của chất ban đầu và sản phẩm phản ứng. Ví dụ, phương trình này cho thấy 2 mol nhôm Al và 6 mol nhôm phản ứng và kết quả của phản ứng là 2 mol nhôm clorua AlC1 3 và 3 mol hydro H 2 được hình thành.

Mục tiêu bài học:

1. Thí nghiệm chứng minh và xây dựng định luật bảo toàn khối lượng của các chất.
2. Đưa ra khái niệm phương trình hóa học dưới dạng ghi có điều kiện của một phản ứng hóa học bằng cách sử dụng công thức hóa học.

Loại bài học: kết hợp

Thiết bị: cân, cốc thủy tinh, chày cối, cốc sứ, đèn cồn, diêm, nam châm.

Thuốc thử: dung dịch parafin, CuSO 4 , NaOH, HCl, phenolphtalein, bột sắt và lưu huỳnh.

Trong các giờ học.

TÔI. Giai đoạn tổ chức.

II. Thiết lập mục tiêu.Nêu chủ đề và mục đích của bài học.

III. Kiểm tra bài tập về nhà.

Câu hỏi ôn tập:

1. Hiện tượng vật lý khác với hiện tượng hóa học như thế nào?

2. Các lĩnh vực ứng dụng là gì? hiện tượng vật lý Bạn biết?

3. Dựa vào dấu hiệu nào để nhận biết đã xảy ra phản ứng hóa học?

4. Phản ứng ngoại nhiệt và thu nhiệt là gì? Những điều kiện cần thiết cho sự xuất hiện của chúng?

5. Học sinh báo cáo kết quả thí nghiệm ở nhà (Số 1,2 sau §26)

Bài tập. Tìm một trận đấu

Lựa chọn 1 - hiện tượng hóa học, Tùy chọn 2 – vật lý:

1. parafin nóng chảy
2. tàn dư thực vật thối rữa
3. Rèn kim loại
4. Đốt rượu
5. Làm chua nước trái cây
6. Hoà tan đường trong nước
7. Làm đen dây đồng khi nung
8. Nước Đông cứng
9. Sữa chua
10. Sự hình thành băng giá

IV. Giới thiệu kiến ​​thức.

1. Định luật bảo toàn khối lượng của các chất.

Câu hỏi có vấn đề:Khối lượng chất phản ứng có thay đổi so với khối lượng sản phẩm phản ứng không?

Thí nghiệm trình diễn:

Giáo viên đặt hai chiếc cốc lên cân:

MỘT) một với Cu(OH) mới kết tủa 2 , còn lại bằng dung dịch HCl; cân chúng, đổ dung dịch vào một cốc, đặt một cốc khác bên cạnh, và các em lưu ý rằng sự cân bằng của cân không bị xáo trộn, mặc dù phản ứng đã trôi qua, bằng chứng là sự hòa tan kết tủa;

b) Phản ứng trung hòa được thực hiện tương tự - axit dư được thêm vào chất kiềm có màu phenolphtalein từ một loại thủy tinh khác.

Thí nghiệm video:Sưởi ấm bằng đồng.

Mô tả thí nghiệm:Cho 2 gam đồng đã nghiền vào bình nón. Đậy chặt bình và cân. Nhớ khối lượng của bình. Đun nóng nhẹ bình trong 5 phút và quan sát những thay đổi xảy ra. Ngừng đun nóng và khi bình nguội thì cân. So sánh khối lượng của bình trước khi đun nóng với khối lượng của bình sau khi đun nóng.

Phần kết luận: Khối lượng của bình không thay đổi sau khi đun nóng.

công thức định luật bảo toàn khối lượng:khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng khối lượng các chất tạo thành(học sinh ghi từ ngữ vào vở).

Định luật bảo toàn khối lượng được phát hiện về mặt lý thuyết vào năm 1748 và được xác nhận bằng thực nghiệm vào năm 1756 bởi nhà khoa học người Nga M.V. Lomonosov.

Nhà khoa học người Pháp Antoine Lavoisier vào năm 1789 cuối cùng đã thuyết phục được thế giới khoa học về tính phổ quát của định luật này. Cả Lomonosov và Lavoisier đều sử dụng thang đo rất chính xác trong thí nghiệm của họ. Họ nung nóng các kim loại (chì, thiếc và thủy ngân) trong các bình kín và cân các nguyên liệu ban đầu cũng như sản phẩm phản ứng.

2. Phương trình hóa học.

Thí nghiệm trình diễn:Đun nóng hỗn hợp sắt và lưu huỳnh.

Mô tả thí nghiệm:Trong cối, chuẩn bị hỗn hợp gồm 3,5 gam Fe và 2 gam S. Chuyển hỗn hợp này vào cốc sứ và đun nóng mạnh trên ngọn lửa đốt, quan sát những thay đổi xảy ra. Áp dụng một nam châm vào chất thu được.

Chất thu được – sắt (II) sunfua – khác với hỗn hợp ban đầu. Cả sắt và lưu huỳnh đều không thể được phát hiện bằng mắt thường trong đó. Cũng không thể tách chúng ra bằng nam châm. Một sự thay đổi hóa học đã xảy ra.

Nguyên liệu ban đầu tham gia phản ứng hóa học gọi là thuốc thử.

Chất mới sinh ra sau phản ứng hóa học gọi là các sản phẩm.

Hãy viết lại phản ứng đang diễn ra dưới dạng sơ đồ:

sắt + lưu huỳnh → sắt(II) sunfua

Phương trình hóa họclà ký hiệu thông thường của một phản ứng hóa học sử dụng công thức hóa học.

Hãy viết phản ứng đang diễn ra dưới dạng phương trình hóa học:

Fe + S → FeS

Quy tắc soạn phương trình hóa học

(trình bày trên màn hình).

1. Ở bên trái của phương trình, hãy viết công thức của các chất phản ứng (thuốc thử). Sau đó đặt mũi tên.

a) N 2 + H 2 →

B) Al(OH) 3 →

B) Mg + HCl →

D) CaO + HNO3 →

2. Ở phía bên phải (sau mũi tên) viết công thức của các chất tạo thành sau phản ứng (sản phẩm). Tất cả các công thức được biên soạn phù hợp với mức độ oxy hóa.

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. Phương trình phản ứng được lập dựa trên định luật bảo toàn khối lượng của các chất, tức là phải có cùng số nguyên tử ở bên trái và bên phải. Điều này đạt được bằng cách đặt các hệ số trước công thức của các chất.

Thuật toán sắp xếp các hệ số trong phương trình phản ứng hóa học.

2. Xác định nguyên tố nào có số nguyên tử thay đổi, tìm N.O.C.

3. Chia N.O.C. cho các chỉ số - lấy hệ số. Đặt các hệ số trước công thức.

5. Tốt hơn là bắt đầu với nguyên tử O hoặc bất kỳ phi kim loại nào khác (trừ khi O là một phần của một số chất).

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. Bài tập về nhà.§ 27 (tùy theo loại phản ứng); Số 1 sau §27

VI. Tom tăt bai học. Học sinh rút ra kết luận về bài học.

Trong bài 11 "" từ khóa học " Hóa học cho người giả» chúng ta sẽ tìm ra ai và khi nào định luật bảo toàn khối lượng các chất được phát hiện ra; Hãy làm quen với các phương trình hóa học và tìm hiểu cách đặt các hệ số trong đó một cách chính xác.

Vẫn đang được xem xét phản ứng hoá học chúng tôi đã chú ý đến họ chất lượng cao bên, tức là về cách thức và trong những điều kiện nào các chất ban đầu được chuyển đổi thành sản phẩm phản ứng. Nhưng còn có một mặt khác của hiện tượng hóa học - định lượng.

Khối lượng các chất tham gia phản ứng hóa học có thay đổi không? Để tìm kiếm câu trả lời cho câu hỏi này, nhà khoa học người Anh R. Boyle đã quay lại thế kỷ 17. đã tiến hành nhiều thí nghiệm nung chì trong bình kín. Sau khi hoàn thành thí nghiệm, ông mở bình và cân sản phẩm phản ứng. Kết quả là Boyle đi đến kết luận rằng khối lượng của chất sau phản ứng lớn hơn khối lượng của kim loại ban đầu. Ông giải thích điều này bằng cách thêm một số “vật chất bốc lửa” vào kim loại.

Các thí nghiệm của R. Boyle về nung kim loại đã được nhà khoa học người Nga M.V. Lomonosov lặp lại vào năm 1748. Ông nung sắt trong một bình đặc biệt (nồi hấp) (Hình 56), được đậy kín. Không giống như Boyle, anh ấy đã niêm phong bình phản ứng sau phản ứng. Cân bình phản ứng sau phản ứng cho thấy khối lượng của nó không thay đổi. Điều này chỉ ra rằng, mặc dù phản ứng hóa học đã xảy ra giữa kim loại và chất có trong không khí nhưng tổng khối lượng của các chất ban đầu bằng khối lượng của sản phẩm phản ứng.

M.V. Lomonosov kết luận: “ Tất cả những thay đổi xảy ra trong tự nhiên đều là bản chất của một trạng thái mà một thứ gì đó được lấy đi từ cơ thể này bao nhiêu thì sẽ được thêm vào cơ thể khác bấy nhiêu, vì vậy nếu một ít vật chất bị mất đi ở đâu đó thì nó sẽ tăng lên ở nơi khác.».

Năm 1789, nhà hóa học người Pháp A. Lavoisier đã chứng minh rằng nung kim loại là quá trình chúng tương tác với một trong các các thành phần không khí - oxy. Dựa trên các tác phẩm của M.V. Lomonosov và A. Lavoisier, nó đã được xây dựng định luật bảo toàn khối lượng các chất trong phản ứng hóa học.

Khối lượng các chất tham gia phản ứng hóa học bằng khối lượng các chất tạo thành sau phản ứng.

Trong các phản ứng hóa học, các nguyên tử không biến mất không dấu vết và không xuất hiện từ hư vô. Số lượng của họ vẫn không thay đổi. Và vì họ có khối lượng không đổi thì khối lượng các chất do chúng tạo thành cũng không đổi.

Định luật bảo toàn khối lượng của các chất có thể được chứng minh bằng thực nghiệm. Để thực hiện việc này, hãy sử dụng thiết bị như trong Hình 57, a, b. Bộ phận chính của nó là một ống nghiệm có hai chân. Đổ nước vôi vào một khuỷu tay và đổ dung dịch đồng sunfat vào khuỷu tay thứ hai. Hãy cân thiết bị trên cân, sau đó trộn cả hai dung dịch vào một khuỷu tay. Đồng thời ta sẽ thấy xuất hiện kết tủa màu xanh lam của một chất mới. Sự hình thành kết tủa khẳng định đã xảy ra phản ứng hóa học. Khối lượng của thiết bị vẫn giữ nguyên. Điều này có nghĩa là do phản ứng hóa học, khối lượng của các chất không thay đổi.

Định luật rất quan trọng để hiểu đúng về mọi thứ xảy ra trong tự nhiên: không có gì có thể biến mất không dấu vết và đến từ hư không.

Phản ứng hóa học có thể được mô tả bằng ngôn ngữ công thức hóa học. Nguyên tố hóa học đại diện cho ký hiệu hóa học, thành phần của các chất được viết bằng công thức hóa học, các phản ứng hóa học được biểu diễn bằng phương trình hóa học, tức là, giống như từ được tạo thành từ các chữ cái, câu được tạo thành từ các từ.

Phương trình phản ứng hóa học (phương trình hóa học)- đây là bản ghi có điều kiện của một phản ứng sử dụng công thức hóa họcvà các dấu “+” và “=”.

Định luật bảo toàn khối lượng các chất trong phản ứng hóa học cũng phải được tuân thủ khi biên soạn phương trình phản ứng hóa học. Như trong phương trình toán học, trong phương trình phản ứng hóa học có vế trái (ghi công thức của các chất ban đầu) và vế phải (ghi công thức của các sản phẩm phản ứng). Ví dụ (Hình 58):

Khi viết phương trình phản ứng hóa học, dấu “+” (cộng) nối công thức các chất ở bên trái và phần bên phải phương trình Vì khối lượng các chất trước phản ứng bằng khối lượng các chất tạo thành nên dấu “=” (bằng) được sử dụng để nối hai vế trái và phải của phương trình. Để cân bằng số lượng nguyên tử ở bên trái và bên phải của phương trình, người ta dùng số đứng trước công thức của các chất. Những con số này được gọi hệ số của phương trình hóa học và hiển thị số lượng phân tử hoặc đơn vị công thức. Vì 1 mol chất bất kỳ đều bao gồm Cùng một số đơn vị cấu trúc(6,02*10 23), thì hệ số còn thể hiện thành phần hoá học của từng chất:

Khi viết phương trình hóa học, người ta cũng sử dụng các ký hiệu đặc biệt, chẳng hạn như dấu “↓”, biểu thị rằng chất tạo thành kết tủa.

Để sử dụng bản xem trước bản trình bày, hãy tạo tài khoản Google và đăng nhập vào tài khoản đó: https://accounts.google.com

Chú thích slide:

Xem trước:

Chủ đề bài học: " Phương trình hóa học. Định luật bảo toàn khối lượng của các chất"

Loại bài học: Khám phá kiến ​​thức mới

Mục tiêu chính của bài học:

1) Giúp học sinh làm quen với dấu hiệu và điều kiện của phản ứng hóa học.

2) Bằng thực nghiệm chứng minh và xây dựng định luật bảo toàn khối lượng của vật chất

3) Đưa ra khái niệm phương trình hóa học là cách ghi có điều kiện một phản ứng hóa học sử dụng công thức hóa học

4) Bắt đầu phát triển kỹ năng viết phương trình hóa học

Vật liệu và thiết bị trình diễn:cân, cốc thủy tinh, thuốc thử (dung dịch CuSO 4, NaOH, HCl, CaCO 3 , phenolphtalein, BaCl 2, H2SO4 ), máy tính, máy chiếu, màn chiếu, thuyết trình)

Trong các lớp học

1. Tự quyết định hoạt động giáo dục:

Mục tiêu:

Tạo động lực cho hoạt động học tập bằng cách cập nhật động cơ bên trong (tôi có thể và muốn)

Cùng học sinh xác định nội dung bài học

Tổ chức quá trình giáo dụcở giai đoạn 1

1. Như chúng ta đã biết, hóa học là khoa học về các chất. Chúng ta đã biết gì về các chất? Liệu kiến ​​thức này có đủ để chúng ta trả lời hết những câu hỏi mà chúng ta quan tâm? Chúng ta có thể trả lời câu hỏi sự biến đổi của các chất xảy ra như thế nào không? Phản ứng hóa học xảy ra theo quy luật nào? Hãy nghĩ xem bài học hôm nay sẽ nói về điều gì?
2. Phải! Hôm nay chúng tôi sẽ cùng bạn đi đến thế giới tuyệt vời biến đổi hóa học! Và những kiến ​​thức chúng ta có được trong các bài học hóa học trước đây sẽ giúp chúng ta điều này.

2. Cập nhật kiến ​​thức và khắc phục khó khăn của từng cá nhân trong hành động thử nghiệm:

Mục tiêu:

Ôn lại nội dung bài học trước

Tổ chức tự thực hiện xét xử và ghi lại mọi khó khăn phát sinh

Tổ chức quá trình giáo dục ở giai đoạn 2

1. Trước đó chúng ta đã biết rằng mọi hiện tượng trong tự nhiên có thể được chia thành hai nhóm. Đây là những nhóm nào? Hãy nhớ lại một số hiện tượng khác với những hiện tượng khác như thế nào và đưa ra ví dụ (slide)

Một học sinh trên bảng thực hiện nhiệm vụ. Trò chơi "Tic Tac Toe". Cần chỉ ra con đường chiến thắng chỉ bao gồm các hiện tượng hóa học (trượt).

Bạn còn có thể gọi hiện tượng hóa học là gì nữa? (Phản ứng hoá học)

Có phải tất cả chúng ta đều biết về phản ứng hóa học? (KHÔNG)

1. Hôm nay lớp chúng ta sẽ tiếp tục nghiên cứu phản ứng hóa học. Tôi đề nghị bắt đầu cuộc hành trình của chúng ta vào thế giới của những biến đổi hóa học.
2. Như bạn đã lưu ý hoàn toàn chính xác, dấu ấn Quá trình của phản ứng hóa học là sự tạo thành chất mới -sản phẩm phản ứng- sở hữu những tài sản khác mà họ không sở hữunguyên liệu ban đầu.
3. Điều gì luôn đi kèm với sự hình thành chất mới? (Dấu hiệu của phản ứng hóa học)
4. Bây giờ chúng ta sẽ lại cần những kiến ​​thức có được trước đó. Chúng ta hãy nhớ lại những dấu hiệu của phản ứng hóa học mà chúng ta đã biết và cố gắng chứng minh chúng.

Cùng với học sinh, giáo viên trình diễn thí nghiệm trong ống nghiệm. Học sinh nêu tên các đặc điểm có thể quan sát được đồng thời xuất hiện trên slide.

Tạo thành kết tủa (CuSO 4 và NaOH)

Hòa tan kết tủa (Cu(OH) 2 và HCl)

Thay đổi màu sắc (NaOH và phenolphtalein)

Sự thoát khí (CaCO 3 và H 2 SO 4 )

Giải phóng nhiệt, ánh sáng (phản ứng đốt cháy)

1. Chúng ta có thể rút ra kết luận gì từ những gì chúng ta đã thấy? (Tiến trình của một phản ứng hóa học có thể được đánh giá qua sự xuất hiện của các dấu hiệu bên ngoài).
2. Tôi đề nghị bạn hãy suy ngẫm trên một tờ giấy một trong những phản ứng hóa học sau đây. Mô tả những gì đang xảy ra trong ống nghiệm bằng cách sử dụng các công thức hóa học và ký hiệu toán học.
3. Hãy xem ghi chú của bạn và xem xét các lựa chọn nhận được. Tại sao lại có những lựa chọn khác nhau?

3. Xác định vị trí, nguyên nhân khó khăn và đặt ra mục tiêu của hoạt động

Mục tiêu:

1. liên hệ hành động thử nghiệm với kiến ​​thức, kỹ năng và khả năng hiện có của học sinh
2. thống nhất về chủ đề và mục tiêu bài học cá nhân

Tổ chức quá trình giáo dục ở giai đoạn 3

1. 1) Hãy tìm hiểu tại sao không phải ai cũng ghi được phản ứng hóa học? Nhiệm vụ này khác với những nhiệm vụ khác mà bạn đã hoàn thành trước đây như thế nào?
2. 2) Vậy mục tiêu bài học chúng ta sẽ đặt ra hôm nay là gì?
3. Bạn có biết tên của bản ghi phản ánh bản chất của phản ứng hóa học không?
4. Chúng ta xây dựng chủ đề bài học hôm nay như thế nào?

4. Xây dựng phương án thoát khó

Mục tiêu:

1. tạo điều kiện để học sinh có ý thức lựa chọn cách tiếp thu kiến ​​thức mới thông qua thực nghiệm

Tổ chức quá trình giáo dục ở giai đoạn 4

1. Vì vậy, chúng ta sẽ có thể mô tả một phản ứng hóa học bằng các công thức và ký hiệu hóa học nếu chúng ta biết cơ chế biến đổi một số chất thành chất khác. Để giải quyết vấn đề này tôi đề nghị làm khám phá khoa học! Và để làm được điều này, chúng ta sẽ đi đến thế kỷ 18 xa xôi, đến phòng thí nghiệm của nhà khoa học vĩ đại người Nga M.V. Lomonosov (slide), người cũng như bạn và tôi, đều bối rối trước cùng một câu hỏi: “Làm thế nào một số chất biến thành những chất khác và điều gì xảy ra với khối lượng các chất? Khối lượng các chất ban đầu có bằng khối lượng sản phẩm phản ứng không?
2. Hãy cho tôi biết, trước đây chúng ta đã thu được kiến ​​thức mới như thế nào? (Chúng ta đã sử dụng sách giáo khoa, bảng biểu, bài thuyết trình, v.v.)
3. Có thể tiến hành một thí nghiệm để thu được kiến ​​​​thức mới? (Đúng)

5. Triển khai dự án đã hoàn thành

Mục tiêu:

Tiến hành thí nghiệm để khám phá kiến ​​thức mới

Tóm tắt các quan sát và rút ra kết luận sơ bộ

Tổ chức quá trình giáo dục ở giai đoạn 5

1. Tôi đề nghị tiến hành thí nghiệm: (giáo viên mời học sinh vào bàn thí nghiệm)
2. Đặt hai cốc lên bệ cân - một cốc chứa dung dịch BaCl 2 , khác có dung dịch H 2 SO 4 . Đánh dấu vị trí của mũi tên tỷ lệ bằng bút đánh dấu. Chúng tôi đổ dung dịch vào một ly và đặt cái trống bên cạnh.
3. Phản ứng có xảy ra khi trộn hai dung dịch đó không? (Đúng)
4. Bằng chứng gì về điều này? (Tạo kết tủa trắng)
5. Chỉ số kim của dụng cụ có thay đổi không? (KHÔNG)
6. Chúng ta có thể rút ra kết luận gì? Khối lượng của sản phẩm phản ứng thu được có khác với khối lượng của các chất ban đầu không? (KHÔNG)
7. Lomonosov cũng đi đến kết luận này, người từ năm 1748 đến 1756 đã thực hiện rất nhiều công trình và chứng minh bằng thực nghiệm rằng khối lượng của các chất trước và sau phản ứng không thay đổi. Thí nghiệm của ông dựa trên phản ứng của kim loại tương tác với oxy từ không khí trong quá trình nung. Bây giờ chúng ta sẽ xem một video minh họa một thí nghiệm như vậy. (video trượt)

Các bạn, bây giờ chúng ta có thể rút ra kết luận gì? (Khối lượng các chất trước phản ứng bằng khối lượng các chất sau phản ứng)

Phát biểu này là định luật bảo toàn khối lượng của các chất. (Công thức trên slide). Bây giờ chúng ta có thể làm rõ toàn bộ chủ đề của bài học hôm nay sẽ như thế nào không? (Phương trình hóa học. Định luật bảo toàn khối lượng các chất)

Chúng ta hãy lật lại sách giáo khoa (tr. 139) và đọc công thức định luật bảo toàn khối lượng của các chất.

Điều gì xảy ra với các chất trong phản ứng hóa học? Các nguyên tử mới có được hình thành không? nguyên tố hóa học? (Không, chúng không được hình thành. Chỉ có sự tập hợp lại của chúng xảy ra!)

Và nếu số nguyên tử trước và sau phản ứng không đổi thì chúng Tổng khối lượng cũng không thay đổi. Hãy cùng xác minh tính xác thực của kết luận này bằng cách xem video (slide animation)

Bây giờ, khi đã biết định luật bảo toàn khối lượng các chất, bạn và tôi có thể phản ánh bản chất của các phản ứng hóa học bằng công thức hóa học của các hợp chất.

Các bạn ơi, người ta thường gọi ký hiệu thông thường của phản ứng hóa học bằng công thức hóa học và ký hiệu toán học là gì? (Phương trình hóa học) (slide)

Hãy thử mô tả trải nghiệm mà chúng tôi đã xem trong video về quá trình nung đồng. (một học sinh viết phương trình phản ứng lên bảng).

Ở phía bên trái của phương trình, chúng ta viết các chất ban đầu (công thức của các chất đã phản ứng). Những chất nào đã tương tác? (Đồng và oxy). Như chúng ta nhớ, liên từ “AND” trong toán học được thay thế bằng dấu “cộng” (chúng ta kết nối các chất ban đầu bằng dấu “cộng”) Ở phía bên phải, chúng ta viết ra các sản phẩm phản ứng. (Đồng oxit II). Chúng tôi đặt một mũi tên giữa các phần:

Cu + O2 = CuO

Đó là cách nó đơn giản và đẹp. nhưng... không tuân theo định luật bảo toàn khối lượng các chất. Nó được quan sát thấy ở trong trường hợp này? (Không!) Khối lượng của các chất trước và sau phản ứng có bằng nhau không? (KHÔNG).

Có bao nhiêu nguyên tử oxy ở phía bên trái? (2) và bên phải? (1). Vì vậy, chúng ta phải đặt số 2 trước công thức oxit đồng! - cân bằng oxy.

Nhưng... Bây giờ sự bình đẳng đối với đồng đã bị phá vỡ. Rõ ràng, bạn cũng cần đặt số 2 trước công thức tính đồng.

Chúng ta đã cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở bên trái và bên phải chưa? (Đúng!)

Có được sự bình đẳng? (Đúng)

Kỷ lục như vậy được gọi là gì? (Phương trình hóa học)

6. Củng cố sơ cấp với việc nói trong khi lời nói bên ngoài:

Mục tiêu:

Tạo điều kiện cố định tài liệu đã học bằng lời nói bên ngoài

- Hãy cùng thực hành viết phương trình phản ứng hóa học và cố gắng tạo ra một thuật toán hành động. (một học sinh lên bảng lập phương trình phản ứng hóa học)

1. Hãy viết phản ứng tạo thành amoniac từ phân tử hydro và nitơ.

1. Ở phía bên trái của phương trình, chúng ta viết công thức của các chất tham gia phản ứng (thuốc thử). Sau đó, chúng tôi đặt một mũi tên:

N 2 + N 2 →

1. Ở phía bên phải (sau mũi tên), chúng ta viết công thức của các chất được tạo thành sau phản ứng (sản phẩm).

H 2 + N 2 → NH 3

1. Ta soạn phương trình phản ứng dựa trên định luật bảo toàn khối lượng.
2. Xác định nguyên tố nào có số nguyên tử thay đổi? chúng tôi tìm bội số chung nhỏ nhất (LCM), chia LCM cho các chỉ số - chúng tôi nhận được các hệ số.
3. Chúng ta đặt các hệ số trước công thức của các hợp chất.
4. Chúng tôi tính toán lại số lượng nguyên tử và lặp lại các bước nếu cần thiết.

3H 2 + N 2 → 2NH 3

6. Làm việc độc lập với việc tự kiểm tra theo tiêu chuẩn:

Mục tiêu:

Tổ chức cho học sinh hoàn thành bài tập một cách độc lập cách mới hành động tự kiểm tra.

Tổ chức cho trẻ tự đánh giá tính đúng đắn của nhiệm vụ (nếu cần, sửa những lỗi có thể xảy ra)

Tổ chức quá trình giáo dục ở giai đoạn 6

1. Sẵn sàng để thử sức mình? Sau đó soạn phương trình của riêng bạn về phản ứng hóa học tạo thành nước, đặt các hệ số còn thiếu vào phương trình

(hoạt hình slide) - một ví dụ về sự hình thành nước.

(các chất ban đầu hiển thị trên màn hình - phân tử hydro và phân tử oxy, sau đó sản phẩm phản ứng xuất hiện - phân tử nước)

Kiểm tra (các hệ số còn thiếu trong phương trình phản ứng xuất hiện trên màn hình)

Ai đang gặp rắc rối? Điều gì còn chưa rõ ràng?

7. Suy ngẫm về hoạt động học tập trong bài

Mục tiêu:

Sửa các thuật ngữ mới trong lời nói (phản ứng hóa học, phương trình hóa học) và xây dựng định luật bảo toàn khối lượng

Ghi lại những khó khăn chưa giải quyết được trong bài để làm phương hướng cho hoạt động giáo dục sau này

Đánh giá hoạt động của bản thân trong lớp

Thống nhất bài tập về nhà

Tổ chức quá trình giáo dục ở giai đoạn 7

Bài học hôm nay nói về điều gì? Chủ đề của bài học là gì? Chúng ta đã đặt ra những mục tiêu gì và liệu chúng ta có thể đạt được chúng không?

Chúng ta có thể áp dụng kiến ​​thức thu được ngày nay ở đâu?

Bạn đã gặp phải những khó khăn gì? Bạn có vượt qua được chúng không?

Bạn sẽ nêu bật công việc của ai trong lớp? Bạn đánh giá công việc của mình như thế nào?

Bài tập về nhà:

P. 27, ví dụ. 1, 2. Bài tập trên thẻ (ở bài tiếp theo, học sinh làm bài tự kiểm tra trên slide chuẩn trên màn hình).

Định luật bảo toàn khối lượng.

Khối lượng các chất tham gia phản ứng hóa học bằng khối lượng các chất tạo thành sau phản ứng.

Định luật bảo toàn khối lượng là trường hợp đặc biệt của định luật tổng quát của tự nhiên - định luật bảo toàn vật chất và năng lượng. Dựa trên định luật này, các phản ứng hóa học có thể được biểu diễn bằng các phương trình hóa học, sử dụng công thức hóa học của các chất và hệ số cân bằng phản ánh số lượng tương đối (số mol) của các chất tham gia phản ứng.

Ví dụ, phản ứng đốt cháy khí metan được viết như sau:

Định luật bảo toàn khối lượng của các chất

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

Khối lượng của tất cả các chất tham gia phản ứng hóa học bằng khối lượng của tất cả các sản phẩm phản ứng.

Lý thuyết nguyên tử-phân tử giải thích định luật này như sau: do các phản ứng hóa học, các nguyên tử không biến mất hay xuất hiện mà có sự sắp xếp lại của chúng (tức là, một sự biến đổi hóa học là quá trình phá vỡ một số liên kết giữa các nguyên tử và hình thành các liên kết khác, như một là kết quả của các chất phân tử ban đầu thu được các phân tử sản phẩm phản ứng). Vì số lượng nguyên tử trước và sau phản ứng không thay đổi nên tổng khối lượng của chúng cũng không thay đổi. Khối lượng được hiểu là một đại lượng đặc trưng cho lượng vật chất.

Vào đầu thế kỷ 20, công thức định luật bảo toàn khối lượng đã được sửa đổi liên quan đến sự ra đời của thuyết tương đối (A. Einstein, 1905), theo đó khối lượng của một vật phụ thuộc vào tốc độ và tốc độ của nó. , do đó, không chỉ đặc trưng cho lượng vật chất mà còn cả sự chuyển động của nó. Năng lượng E mà một vật nhận được có liên hệ với sự tăng khối lượng m của nó theo hệ thức E = m c 2, trong đó c là tốc độ ánh sáng. Tỷ lệ này không được sử dụng trong các phản ứng hóa học vì 1 kJ năng lượng tương ứng với sự thay đổi khối lượng khoảng ~10 -11 g và m trên thực tế không thể đo được. TRONG phản ứng hạt nhân, trong đó E lớn hơn ~10 6 lần so với trong các phản ứng hóa học, nên cần tính đến m.

Dựa vào định luật bảo toàn khối lượng, người ta có thể lập phương trình phản ứng hóa học và thực hiện các phép tính sử dụng chúng. Nó là cơ sở của phân tích hóa học định lượng.

Định luật về tính không đổi của thành phần

Định luật không đổi về thành phần ( J.L. Proust, 1801 -1808.) - bất kỳ hợp chất tinh khiết về mặt hóa học cụ thể nào, bất kể phương pháp điều chế nó, đều bao gồm cùng một thành phần nguyên tố hóa học, và tỉ số khối lượng của chúng không đổi, và số tương đối của họ nguyên tửđược biểu diễn dưới dạng số nguyên. Đây là một trong những luật cơ bản hoá học.

Định luật về sự không đổi của thành phần không được thỏa mãn đối với Berthollide(các hợp chất có thành phần thay đổi). Tuy nhiên, để đơn giản, thành phần của nhiều Berthollide được viết dưới dạng hằng số. Ví dụ, thành phần oxit sắt (II)được viết là FeO (thay vì công thức chính xác hơn là Fe 1-x O).

Luật bội số

Định luật đa tỷ lệ là một trong những định luật cân bằng hóa học pháp luật hoá học: nếu hai vật liệu xây dựng (đơn giản hoặc tổ hợp) tạo thành nhiều hợp chất với nhau thì khối lượng của một chất và cùng khối lượng của một chất khác có liên hệ với nhau như sau: số nguyên, thường nhỏ.

Ví dụ

1) Thành phần của oxit nitơ (tính theo phần trăm trọng lượng) được biểu thị những con số sau đây:

Chia các số ở dòng dưới cùng cho 0,57, chúng ta thấy chúng có tỷ lệ 1:2:3:4:5.

2) canxi clorua tạo thành 4 với nước tinh thể hydrat, thành phần của nó được biểu thị bằng các công thức: CaCl 2 ·H 2 O, CaCl 2 ·2H 2 O, CaCl 2 ·4H 2 O, CaCl 2 ·6H 2 O, tức là trong tất cả các hợp chất này khối lượng nước trong một hợp chất phân tử CaCl 2 có liên hệ với nhau là 1:2:4:6.

Định luật quan hệ thể tích

(Gay-Lussac, 1808)

“Thể tích khí tham gia phản ứng hóa học và thể tích khí tạo thành sau phản ứng có liên hệ với nhau dưới dạng số nguyên nhỏ”.

Kết quả. Các hệ số cân bằng hóa học trong phương trình phản ứng hóa học của các phân tử chất khí cho thấy tỷ lệ thể tích mà các chất khí phản ứng hoặc thu được.

2CO + O 2  2CO 2

Khi hai thể tích cacbon (II) oxit bị oxy hóa bởi một thể tích oxy thì tạo thành 2 thể tích khí cacbonic, tức là. thể tích hỗn hợp phản ứng ban đầu giảm đi 1 thể tích.

b) Khi tổng hợp amoniac từ các nguyên tố:

n 2 + 3h 2  2nh 3

Một thể tích nitơ phản ứng với ba thể tích hydro; Trong trường hợp này, 2 thể tích amoniac được hình thành - thể tích của khối khí phản ứng ban đầu sẽ giảm đi 2 lần.

Phương trình Clayperon-Mendeleev

Nếu chúng ta viết định luật khí tổng hợp cho bất kỳ khối lượng nào của bất kỳ loại khí nào, chúng ta sẽ thu được phương trình Clayperon-Mendeleev:

m là khối lượng khí; M - trọng lượng phân tử; p - áp suất; V - âm lượng; T - nhiệt độ tuyệt đối (° K); R là hằng số khí phổ quát (8,314 J/(mol K) hoặc 0,082 l atm/(mol K)).

Đối với một khối lượng nhất định của một loại khí cụ thể, tỷ lệ m/M là không đổi, do đó định luật khí thống nhất thu được từ phương trình Clayperon-Mendeleev.

Khối lượng cacbon (II) monoxit nặng 84 g sẽ chiếm thể tích bao nhiêu ở nhiệt độ 17°C và áp suất 250 kPa?

Số mol CO2 là:

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

Khối lượng CO tại N.S. lên tới

3 22,4 lít = 67,2 lít

Từ định luật khí Boyle-Mariotte và Gay-Lussac kết hợp:

(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

Mật độ tương đối của chất khí cho biết 1 mol chất khí này nặng (hoặc nhẹ hơn) bao nhiêu lần 1 mol chất khí khác.

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

Trọng lượng phân tử trung bình của hỗn hợp khí bằng tổng khối lượng của hỗn hợp chia cho tổng số mol:

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

LUẬT BẢO TỒN NĂNG LƯỢNG : đang cách ly Trong một hệ, năng lượng của hệ không đổi; chỉ có thể chuyển từ loại năng lượng này sang loại năng lượng khác. Trong nhiệt động lực học bảo toàn năng lượng, định luật tương ứng với định luật thứ nhất của nhiệt động lực học, được biểu thị bằng phương trình Q = DU + W, trong đó Q là lượng nhiệt truyền vào hệ, DU là độ biến thiên bên trong. năng lượng của hệ, W là công mà hệ thực hiện. Một trường hợp đặc biệt bảo toàn năng lượng là định luật Hess.

Khái niệm năng lượng đã được sửa đổi cùng với sự ra đời của thuyết tương đối (A. Einstein, 1905): tổng năng lượng E tỷ lệ với khối lượng m và liên hệ với nó bởi hệ thức E = mc2, trong đó c là tốc độ ánh sáng. Do đó, khối lượng có thể được biểu thị bằng đơn vị năng lượng và một định luật tổng quát hơn về bảo toàn khối lượng và năng lượng có thể được xây dựng: tính bằng iso-lira. hệ thống, tổng khối lượng và năng lượng là không đổi và chỉ có những biến đổi theo tỷ lệ hoàn toàn tương đương của một số dạng năng lượng này sang dạng khác và những thay đổi liên quan tương đương về khối lượng và năng lượng mới có thể xảy ra.

Luật tương đương

các chất tương tác với nhau với số lượng tỷ lệ thuận với lượng tương đương của chúng. Khi giải một số bài toán, sẽ thuận tiện hơn khi sử dụng một công thức khác của định luật này: khối lượng (thể tích) của các chất phản ứng với nhau tỷ lệ thuận với khối lượng (thể tích) tương đương của chúng.

đương lượng: các nguyên tố hóa học được kết hợp với nhau với số lượng được xác định nghiêm ngặt tương ứng với lượng tương đương của chúng. Biểu thức toán học của định luật tương đương có lượt xem tiếp theo: trong đó m1 và m2 là khối lượng của các chất phản ứng hoặc thu được, m eq(1) và m eq(2) là khối lượng tương đương của các chất này.

Ví dụ: một lượng kim loại có khối lượng tương đương là 28 g/mol, đẩy 0,7 lít hydro ra khỏi axit, đo ở điều kiện bình thường. Xác định khối lượng của kim loại. Giải: Biết thể tích đương lượng của hydro là 11,2 L/mol, tỉ lệ là: 28 g kim loại tương đương với 11,2 L hydro x g kim loại tương đương với 0,7 L hydro. Khi đó x=0,7*28/11,2= 1,75 g.

Để xác định khối lượng tương đương hoặc tương đương, không nhất thiết phải bắt đầu từ sự kết hợp của nó với hydro. Chúng có thể được xác định bằng thành phần hợp chất của một nguyên tố nhất định với bất kỳ nguyên tố nào khác, tương đương với nguyên tố đó đã biết.

Ví dụ: Khi kết hợp 5,6 g sắt và lưu huỳnh thì tạo thành 8,8 g sắt sunfua. Cần tìm khối lượng đương lượng của sắt và đương lượng của nó nếu biết khối lượng đương lượng của lưu huỳnh là 16 g/mol. Giải: từ các điều kiện của bài toán, suy ra rằng trong sắt sunfua có 8,8-5,6 = 3,2 g lưu huỳnh trên 5,6 g sắt. Theo định luật đương lượng, khối lượng của các chất tương tác tỷ lệ thuận với khối lượng tương đương của chúng, tức là 5,6 g sắt tương đương với 3,2 g lưu huỳnh meq (Fe) tương đương với 16 g/mol lưu huỳnh. Suy ra m3KB(Fe) = 5,6*16/3,2=28 g/mol. Lượng sắt đương lượng là: 3=meq(Fe)/M(Fe)=28 g/mol:56 g/mol=1/2. Do đó đương lượng của sắt là 1/2 mol, tức là 1 mol sắt chứa 2 đương lượng.

định luật Avogadro

Hậu quả của pháp luật

Hệ quả thứ nhất của định luật Avogadro: một mol khí bất kỳ ở cùng điều kiện đều chiếm cùng một thể tích.

Cụ thể, trong điều kiện bình thường, tức là ở 0 °C (273 K) và 101,3 kPa, thể tích của 1 mol khí là 22,4 lít. Thể tích này gọi là thể tích mol của khí Vm. Giá trị này có thể được tính toán lại theo nhiệt độ và áp suất khác bằng phương trình Mendeleev-Clapeyron:

.

Hệ quả thứ hai của định luật Avogadro: khối lượng mol của khí thứ nhất bằng tích của khối lượng mol của khí thứ hai và mật độ tương đối của khí thứ nhất so với khí thứ hai.

Vị trí này có tầm quan trọng to lớn đối với sự phát triển của hóa học, vì nó giúp xác định trọng lượng riêng phần của các vật thể có khả năng chuyển sang trạng thái khí hoặc hơi. Nếu thông qua tôi chúng tôi biểu thị trọng lượng một phần của cơ thể, và bởi d- trọng lượng riêng của nó ở trạng thái hơi, sau đó là tỷ số tôi / d phải không đổi đối với mọi cơ thể. Kinh nghiệm đã chỉ ra rằng đối với tất cả các vật thể được nghiên cứu chuyển sang trạng thái hơi mà không bị phân hủy, hằng số này bằng 28,9, nếu khi xác định trọng lượng riêng phần, chúng ta tiến hành từ trọng lượng riêng của không khí, lấy làm đơn vị, nhưng hằng số này sẽ bằng bằng 2 nếu chúng ta lấy trọng lượng riêng của hydro làm đơn vị. Kí hiệu hằng số này, hay, giống nhau, thể tích riêng phần chung của tất cả các loại hơi và khí là VỚI, mặt khác từ công thức chúng ta có m = dc. Vì trọng lượng riêng của hơi có thể dễ dàng xác định được nên thay giá trị d Trong công thức, trọng lượng riêng phần chưa biết của vật thể đã cho cũng được suy ra.

Nhiệt hóa học

Hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học

Tài liệu từ Wikipedia - bách khoa toàn thư miễn phí

Hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học hoặc thay đổi entanpi hệ thống do xảy ra phản ứng hóa học - lượng nhiệt được quy cho sự thay đổi biến hóa học mà hệ thống nhận được trong đó phản ứng hóa học diễn ra và các sản phẩm phản ứng nhận nhiệt độ của chất phản ứng.

Để hiệu ứng nhiệt là đại lượng chỉ phụ thuộc vào bản chất của phản ứng hóa học đang diễn ra thì phải đáp ứng các điều kiện sau:

Phản ứng phải tiến hành ở thể tích không đổi Q v (quá trình đẳng tích) hoặc ở áp suất không đổi Q P( quá trình đẳng áp).

Không có công việc nào được thực hiện trong hệ thống, ngoại trừ công việc mở rộng có thể thực hiện được tại P = const.

Nếu phản ứng được thực hiện trong điều kiện tiêu chuẩn ở T = 298,15 K = 25 ˚C và P = 1 atm = 101325 Pa thì hiệu ứng nhiệt được gọi là hiệu ứng nhiệt tiêu chuẩn của phản ứng hay entanpy phản ứng tiêu chuẩn Δ H rO. Trong nhiệt hóa học, nhiệt tiêu chuẩn của phản ứng được tính bằng cách sử dụng entanpy tiêu chuẩn của sự hình thành.

Entanpy tiêu chuẩn của sự hình thành (nhiệt tạo thành tiêu chuẩn)

Nhiệt tạo thành tiêu chuẩn được hiểu là hiệu ứng nhiệt của phản ứng tạo thành một mol chất từ chất đơn giản, các thành phần của nó ổn định trạng thái tiêu chuẩn.

Ví dụ, entanpy tiêu chuẩn của sự hình thành là 1 mol khí mê-tan từ carbon Và hydro bằng hiệu ứng nhiệt của phản ứng:

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

Entanpi tiêu chuẩn của sự hình thành được ký hiệu là Δ H cho. Ở đây chỉ số f có nghĩa là sự hình thành và vòng tròn bị gạch chéo, gợi nhớ đến đĩa Plimsol - số lượng đề cập đến điều gì trạng thái tiêu chuẩn vật liệu xây dựng. Một tên gọi khác cho entanpy tiêu chuẩn thường được tìm thấy trong tài liệu - ∆H 298,15 0 , trong đó 0 biểu thị áp suất bằng với một bầu khí quyển (hay chính xác hơn là theo điều kiện tiêu chuẩn ) và 298,15 là nhiệt độ. Đôi khi chỉ số 0 được sử dụng cho các đại lượng liên quan đến chất tinh khiết, quy định rằng chỉ có thể chỉ định các đại lượng nhiệt động tiêu chuẩn với nó khi chất nguyên chất được chọn làm trạng thái tiêu chuẩn . Ví dụ, tiêu chuẩn cũng có thể được coi là trạng thái của một chất trong cực kỳ loãng giải pháp. “Đĩa Plimsoll” trong trường hợp này có nghĩa là trạng thái tiêu chuẩn thực tế của vật chất, bất kể sự lựa chọn của nó.

Entanpi tạo thành của các chất đơn giản lấy bằng 0, giá trị 0 của entanpy tạo thành đề cập đến trạng thái kết tụ, ổn định ở T = 298 K. Ví dụ, đối với iốtở trạng thái tinh thể Δ H I2(tv) 0 = 0 kJ/mol, và đối với chất lỏng iốt Δ H I2(l) 0 = 22 kJ/mol. Entanpy của sự hình thành các chất đơn giản trong điều kiện tiêu chuẩn là đặc tính năng lượng chính của chúng.

Hiệu ứng nhiệt của bất kỳ phản ứng nào được tính bằng hiệu giữa tổng nhiệt tạo thành của tất cả các sản phẩm và tổng nhiệt tạo thành của tất cả các chất phản ứng trong phản ứng này (hệ quả định luật Hess):

Δ H phản ứng O = ΣΔ H f O (sản phẩm) - ΣΔ H f O (thuốc thử)

Hiệu ứng nhiệt hóa có thể được kết hợp vào các phản ứng hóa học. Các phương trình hóa học biểu thị lượng nhiệt tỏa ra hoặc hấp thụ được gọi là phương trình nhiệt hóa. Các phản ứng kèm theo sự tỏa nhiệt ra môi trường có hiệu ứng nhiệt âm và được gọi là tỏa nhiệt. Các phản ứng kèm theo sự hấp thụ nhiệt có hiệu ứng nhiệt dương và được gọi là thu nhiệt. Hiệu ứng nhiệt thường đề cập đến một mol nguyên liệu ban đầu đã phản ứng có hệ số cân bằng hóa học là tối đa.

Sự phụ thuộc nhiệt độ hiệu ứng nhiệt(entanpy) của phản ứng

Để tính sự phụ thuộc nhiệt độ của entanpy phản ứng, cần biết nồng độ mol nhiệt dung chất tham gia phản ứng. Sự thay đổi entanpy của phản ứng khi nhiệt độ tăng dần từ T 1 lên T 2 được tính theo định luật Kirchhoff (giả sử trong một khoảng nhiệt độ nhất định nhiệt dung mol không phụ thuộc vào nhiệt độ và không có chuyển pha):

Nếu các biến đổi pha xảy ra trong một phạm vi nhiệt độ nhất định, thì khi tính toán cần tính đến nhiệt của các biến đổi tương ứng, cũng như sự thay đổi sự phụ thuộc nhiệt độ của nhiệt dung của các chất đã trải qua các biến đổi đó:

trong đó ΔC p (T 1 ,T f) là độ biến thiên nhiệt dung trong khoảng nhiệt độ từ T 1 đến nhiệt độ chuyển pha; ΔC p (T f ,T 2) là sự thay đổi nhiệt dung trong khoảng nhiệt độ từ nhiệt độ chuyển pha đến nhiệt độ cuối cùng, và T f là nhiệt độ chuyển pha.

Entanpi tiêu chuẩn của quá trình đốt cháy

Entanpi tiêu chuẩn của quá trình đốt cháy - Δ H hor o, hiệu ứng nhiệt của phản ứng đốt cháy một mol chất trong oxy đến sự hình thành oxit trong nhiệt độ cao nhất Quá trình oxy hóa. Nhiệt cháy của chất không cháy được coi là bằng không.

Entanpi tiêu chuẩn của dung dịch

Entanpi tiêu chuẩn của dung dịch - Δ H dung dịch, hiệu ứng nhiệt của quá trình hòa tan 1 mol chất đó trong một lượng dung môi vô cùng lớn. Bao gồm sức nóng hủy diệt mạng tinh thể và sự ấm áp hydrat hóa(hoặc nhiệt sự hòa tanđối với dung dịch không chứa nước), được giải phóng do sự tương tác của các phân tử dung môi với các phân tử hoặc ion của chất tan với sự hình thành các hợp chất có thành phần thay đổi - hydrat (hòa tan). Sự phá hủy mạng tinh thể thường là một quá trình thu nhiệt - Δ H resh > 0 và hydrat hóa ion tỏa nhiệt, Δ H thủy điện< 0. В зависимости от соотношения значений ΔH resh và Δ H Entanpy hydr của sự hòa tan có thể dương hoặc câu khẳng định. Vì vậy sự hòa tan của tinh thể kali hydroxit kèm theo sự tỏa nhiệt:

Δ H hòa tanKOH o = Δ H quyết định + Δ H hydrK +o + Δ H hydroOH −о = −59 KJ/mol

Dưới entanpy của hydrat hóa - Δ H hydr, đề cập đến nhiệt lượng được giải phóng khi 1 mol ion truyền từ chân không sang dung dịch.

Entanpi tiêu chuẩn của quá trình trung hòa

Entanpi tiêu chuẩn của quá trình trung hòa - Δ H entanpy trung tính của phản ứng giữa axit và bazơ mạnh tạo thành 1 mol nước ở điều kiện tiêu chuẩn:

HCl + NaOH = NaCl + H 2 O

H + + OH − = H 2 O, ΔH trung tính ° = −55,9 kJ/mol

Entanpi tiêu chuẩn của quá trình trung hòa đối với dung dịch đậm đặc chất điện giải mạnh phụ thuộc vào nồng độ ion, do sự thay đổi giá trị ΔH của độ hydrat hóa của các ion khi pha loãng.

Entanpy

Entanpy là tính chất của một chất cho biết lượng năng lượng có thể chuyển hóa thành nhiệt.

Entanpy là một đặc tính nhiệt động của một chất cho biết mức năng lượng được lưu trữ trong cấu trúc phân tử của nó. Điều này có nghĩa là mặc dù một chất có thể có năng lượng dựa trên nhiệt độ và áp suất, nhưng không phải tất cả năng lượng đều có thể chuyển hóa thành nhiệt. Một phần năng lượng bên trong luôn tồn tại trong chất và duy trì cấu trúc phân tử của nó. Phần động năng một chất không thể tiếp cận được khi nhiệt độ của nó đạt đến nhiệt độ môi trường. Do đó, entanpy là lượng năng lượng có sẵn để chuyển thành nhiệt ở nhiệt độ và áp suất nhất định. Đơn vị Entanpy- Người Anh đơn vị nhiệt hoặc joule cho năng lượng và Btu/lbm hoặc J/kg cho năng lượng cụ thể.

Lượng entanpy

Số lượng entanpi của một chất dựa trên nhiệt độ đã cho của nó. Nhiệt độ này- đây là giá trị được các nhà khoa học, kỹ sư chọn làm cơ sở tính toán. Đó là nhiệt độ mà entanpy của một chất bằng 0 J. Nói cách khác, chất đó không có năng lượng sẵn có để chuyển hóa thành nhiệt. Nhiệt độ này là các chất khác nhau khác biệt. Ví dụ, nhiệt độ này của nước là điểm ba (0 ° C), nitơ -150 ° C và chất làm lạnh gốc metan và ethane -40 ° C.

Nếu nhiệt độ của một chất cao hơn nhiệt độ đã cho hoặc chuyển trạng thái sang trạng thái khí ở nhiệt độ nhất định thì entanpy được biểu thị bằng số dương. Ngược lại, ở nhiệt độ dưới nhiệt độ này, entanpy của một chất được biểu thị bằng số âm. Enthalpy được sử dụng trong tính toán để xác định sự khác biệt về mức năng lượng giữa hai trạng thái. Điều này là cần thiết để cấu hình thiết bị và xác định hệ số hành động hữu ích của quá trình.

Enthalpy thường được định nghĩa là tổng năng lượng của vật chất, vì nó bằng tổng nội năng (u) của nó trong trạng thái này cùng với khả năng hoàn thành công việc (pv) của anh ấy. Nhưng trong thực tế entanpy không biểu thị năng lượng đầy đủ các chất ở nhiệt độ nhất định trên độ không tuyệt đối (-273°C). Do đó, thay vì định nghĩa entanpy là tổng nhiệt lượng của một chất, nó được định nghĩa chính xác hơn là tổng năng lượng sẵn có của một chất có thể chuyển hóa thành nhiệt. H = U + pV

Năng lượng bên trong

Năng lượng bên trong của vật thể (ký hiệu là E hoặc U) là tổng năng lượng của các tương tác phân tử và chuyển động nhiệt của phân tử. Năng lượng bên trong là một chức năng duy nhất của trạng thái của hệ thống. Điều này có nghĩa là bất cứ khi nào hệ thống nhận thấy chính nó ở một trạng thái nhất định, nó năng lượng bên trong mang ý nghĩa vốn có ở trạng thái này, bất kể lịch sử của hệ thống. Do đó, sự thay đổi năng lượng bên trong trong quá trình chuyển đổi từ trạng thái này sang trạng thái khác sẽ luôn bằng chênh lệch giữa các giá trị của nó ở trạng thái cuối cùng và trạng thái ban đầu, bất kể con đường mà quá trình chuyển đổi diễn ra.

Năng lượng bên trong của cơ thể không thể đo được trực tiếp. Bạn chỉ có thể xác định sự thay đổi năng lượng bên trong:

Đưa vào cơ thể nhiệt, đo bằng jun

- Công việcđược thực hiện bởi một cơ thể chống lại các lực bên ngoài, được đo bằng joules

Công thức này là một biểu thức toán học định luật nhiệt động đầu tiên

Vì quá trình bán tĩnh mối quan hệ sau đây giữ:

-nhiệt độ, đo bằng kelvin

-Sự hỗn loạn, được đo bằng joules/kelvin

-áp lực, đo bằng pascal

-Tiềm năng hóa học

Số lượng hạt trong hệ thống

Khí lý tưởng

Theo định luật Joule, rút ​​ra từ thực nghiệm, nội năng khí lý tưởng không phụ thuộc vào áp suất và thể tích. Dựa trên thực tế này, chúng ta có thể thu được biểu thức tính độ biến thiên nội năng của khí lý tưởng. A-tu viện nhiệt dung molở khối lượng không đổi, . Vì nội năng của khí lý tưởng chỉ là hàm số của nhiệt độ nên

.

Công thức tương tự cũng đúng khi tính độ biến thiên nội năng của bất kỳ vật nào, nhưng chỉ trong các quá trình có thể tích không đổi ( quá trình đẳng tích); V. trường hợp chung C V. (T,V.) là hàm số của nhiệt độ và thể tích.

Nếu bỏ qua sự thay đổi nhiệt dung mol khi nhiệt độ thay đổi, chúng ta thu được:

Δ bạn = ν C V. Δ T,

trong đó ν là lượng chất, Δ T- thay đổi nhiệt độ.

NỘI NĂNG CỦA CHẤT, CƠ THỂ, HỆ THỐNG

(tiếng Hy Lạp: ένέργια - hoạt động, năng lượng). Năng lượng bên trong là Phần tổng năng lượng cơ thể (hệ thống điện thoại): E = E k + E P + bạn, Ở đâu E k - động năng vĩ mô sự chuyển động hệ thống, E P - năng lượng tiềm năng, do sự có mặt của ngoại lực lĩnh vực(trọng lực, điện, v.v.), bạn- năng lượng bên trong. Năng lượng bên trong vật liệu xây dựng, cơ thể, hệ thống cơ thể - chức năng tình trạng, được định nghĩa là tổng năng lượng dự trữ của trạng thái bên trong của một chất, cơ thể, hệ thống, thay đổi (giải phóng) trong quá trình hóa chất phản ứng, truyền nhiệt và hiệu suất công việc. Thành phần nội năng: (a) động năng của nhiệt xác suất chuyển động của các hạt (nguyên tử, phân tử, ion v.v.) tạo nên chất (cơ thể, hệ thống); (b) thế năng của các hạt do sự liên kết giữa các phân tử của chúng sự tương tác; (c) năng lượng của electron ở lớp vỏ electron, nguyên tử và ion; (d) năng lượng nội hạt nhân. Năng lượng bên trong không liên quan đến quá trình thay đổi trạng thái của hệ thống. Với bất kỳ thay đổi nào trong hệ thống, năng lượng bên trong của hệ thống, cùng với môi trường của nó, không đổi. Tức là nội năng không mất đi cũng không tăng thêm. Đồng thời, năng lượng có thể di chuyển từ phần này sang phần khác của hệ thống hoặc được chuyển đổi từ phần này sang phần khác của hệ thống. các hình thứcđến cái khác. Đây là một trong những công thức pháp luật bảo toàn năng lượng - định luật đầu tiên của nhiệt động lực học. Một phần nội năng có thể chuyển hóa thành công. Phần năng lượng bên trong này được gọi là năng lượng tự do - G. (TRONG các hợp chất hóa học nó được gọi là hóa chất tiềm năng). Phần năng lượng bên trong còn lại không thể chuyển hóa thành công được gọi là năng lượng liên kết - W b .

Sự hỗn loạn

Entropy (từ người Hy Lạpἐντροπία - biến, biến đổi) thành Khoa học tự nhiên- thước đo sự rối loạn hệ thống, gồm nhiều yếu tố. Đặc biệt, ở vật lý thống kê - đo lường xác suất việc thực hiện bất kỳ trạng thái vĩ mô nào; V. lý thuyết thông tin- thước đo về độ không chắc chắn của bất kỳ trải nghiệm (kiểm tra) nào có thể có các kết quả khác nhau và do đó mức độ thông tin; V. khoa học lịch sử, Vì lời giải thích hiện tượng lịch sử thay thế (bất biến và sự biến thiên quá trình lịch sử).