Конспект уроку: Закон як форма наукових знань. Закон збере¬ження маси. Хімічні рівняння

Розглядаємо плани експериментів, запропоновані учнями, коригує­мо і робимо висновок про важливість правильної постановки й точності здійснення експерименту.

Розповідь учителя

Кожна наука керується визначеними законами й теоріями. Є такі закони й у хімії. Звернімося до історії. До кінця XVIII століття в хімії було накопичено значний експериментальний матеріал, який потрібно було об'єднати в межах єдиної теорії. Творцем такої теорії став фран­цузький хімік Антуан-Лоран Лавуазьє, який широко застосовував вимі­рювання для вивчення хімічних реакцій. Тривалий час у хімії панувала думка, що воду за тривалого нагрівання можна перетворити на землю. Лавуазьє впродовж 101 дня кип'ятив воду в посудині, в якій водяна пара конденсувалася, завдяки чому втрата води була виключена. Він не забу­вав при цьому точно зважувати посудину з водою до і після нагрівання. Згодом осад з'явився, але вага посудини з водою не змінилася. А от вага самої-посудини зменшилася на стільки, скільки важив осад. Цей при­клад наочно підтверджував, що просте спостереження може привести до помилкових висновків. В експерименті необхідно використовувати також кількісні вимірювання. Як і всіх хіміків, Лавуазьє цікавив про­цес горіння. У 1772 році Лавуазьє спільно з іншими хіміками придбав алмаз. Він помістив його в закриту посудину і нагрівав доти, поки ал­маз |не зник. При цьому утворився вуглекислий газ. Але маса посудини з умістом не змінилася. Продовжуючи досліди, він нагрівав у закритих посудинах метали. Обмірковуючи результати дослідів, Лавуазьє дійшов висновку, що, якщо враховувати всі речовини, які беруть участь у хіміч­ній реакції й утворюються в результаті реакції, то жодних змін не відбу­вається. Аналогічні досліди проводив М. В. Ломоносов. Ще в 1748 ро­ці він сформулював результати своїх досліджень як закон збереження речовини — один з фундаментальних законів природи. Успіхи Лавуазьє були настільки великими й очевидними, що цей закон було прийнято всіма хіміками.

Проблемне питання

— У чому суть хімічної реакції?

• У перетворенні речовини;

• у перегрупуванні атомів.

Перетворення речовини в процесі хімічної реакції описується рів­нянням хімічної реакції.

Хімічне рівняння — умовний запис хімічної реакції з допомогою хі­мічних формул і коефіцієнтів.

Розгляньмо дослід М. В. Ломоносова. Він поміщав у реторту метал, запаював і нагрівав. Після нагрівання маса реторти не змінювалася, хоча метал реагував з киснем і на ньому з'являлася іржа.

Запишемо рівняння реакції:

Fе + O2 -> Fе2O3

Випишемо відносні молекулярні маси речовин:

56, 32, 160

— Чому не виконується закон збереження маси?

Проаналізуємо записане рівняння.

У лівій частині рівняння один атом Феруму, у правій — два атоми Феруму. У лівій частині — два атоми Оксигену, у правій — три атоми Оксигену. Необхідно зрівняти кількість атомів кожного хімічного елемента в лівій і в правій частинах рівняння, тоді маси всіх атомів у лівій і правій частинах буду рівними. Тобто потрібно підібрати коефіцієнти в рівнянні реакції:

4Fе + 3O2->2Fе2O3

І тоді з урахуванням усіх коефіцієнтів:

56· 4 + 32 · 3 = 160 · 2

320 = 320

Хімічні рівняння — це вираження закону збереження маси речовини.

Запам'ятайте, що в лівій і правій частинах рівняння кількість атомів кожного елемента має бути однаковою.

Формування знань про типи хімічних реакцій

На дошці — плакат з рівняннями хімічних реакцій. Учні по ланцюж­ку розставляють фломастерами коефіцієнти.

Проблемне питання

- Поміркуйте, за якою ознакою можна розділити наведені реакції на дві групи.

Група 1: одна вихідна речовина —> кілька продуктів.

Група 2: кілька вихідних речовин —> один продукт.

За кількістю вихідних речовин і продуктів реакції хімічних реакцій виокремлюють реакції розкладу (позначимо жовтим маркером), реакції сполучення (позначимо червоним маркером).

Це не повна класифікація реакцій. До них необхідно додати ще кілька.

Реакції заміщення (ці реакції ми виконали під час лабораторної роботи)

Реакції обміну

Отже, розрізняють чотири типи хімічних реакцій за кількістю вихідних речовин і продуктів реакції. Складемо схему у звичайному вигляді.

Спробуємо сформулювати визначення реакцій сполучення, розкла­ду, заміщення й обміну.

Реакції сполучення — це хімічні реакції, у результаті яких із двох і більше речовин утворюється один продукт реакції.

Реакції розкладу — це хімічні реакції, у результаті яких з однієї склад­ної речовини утворюється два і більше продуктів реакції.

Реакції заміщення — це хімічні реакції, у результаті яких одна проста речовина заміщає атоми іншого елемента в складній речовині.

Реакції обміну — це хімічні реакції, у результаті яких складні речови­ни обмінюються своїми складовими.

Відповідно до закону збереження маси розставляємо коефіцієнти:

Тренувальні вправи

Розставте коефіцієнти в рівнянні та підтвердьте правильність роз­міщення коефіцієнтів законом збереження маси. (Рівняння реакцій на­писані на дошці, учні по ланцюжку виконують завдання.)

Отже, ми познайомилися з одним з основних законів природи — за­коном збереження маси речовин і навчилися застосовувати його для складання рівнянь хімічних реакцій.