Loi sur la conservation de la matière

Quelle est la loi de conservation de la matière?

La Loi sur la conservation de la matière ou de la masse C'est celui qui établit que dans chaque réaction chimique, la matière n'est pas créée ou détruite. Cette loi est basée sur le fait que les atomes sont des particules indivisibles dans ce type de réactions; Pendant que dans les réactions nucléaires, les atomes sont fragmentés, c'est pourquoi ils ne sont pas considérés comme des réactions chimiques. 

Si les atomes ne sont pas détruits, alors lorsqu'un élément ou un composé réagit, le nombre d'atomes doit être constant avant et après la réaction; qui se traduit par une quantité constante de masse entre les réactifs et les produits impliqués.

Réaction chimique entre A et B2. Source: Gabriel Bolívar

Ceci est toujours ainsi s'il n'y a pas de fuite qui provoque des pertes de matière; Mais si le réacteur est étroitement fermé, il ne "disparaît" aucun atome et, par conséquent, la masse chargée doit être égale à la masse après la réaction.

Si le produit est solide, en revanche, sa masse sera égale à la somme des réactifs impliqués pour leur formation. De même, il se produit avec des produits liquides ou gazeux, mais il est plus susceptible de faire des erreurs lors de la mesure de leurs masses résultantes.

Cette loi est née des expériences des derniers siècles, se renforçant aux contributions de plusieurs produits chimiques célèbres, comme Antoine Lavoisier.

Considérez la réaction entre A et B₂ Former ab₂ (image supérieure). Selon la loi de conservation de la matière, la masse de l'AB₂ Il doit être égal à la somme des masses de A et B₂, respectivement. Donc, si 37 g de réaction avec 13 g de b₂, Le produit AB₂ Vous devez peser 50 g.

Par conséquent, dans une équation chimique, la masse des réactifs (A et B₂) doit toujours être égal à la masse des produits (ab₂).

Un exemple très similaire à celui nouvellement décrit est celui de la formation d'oxydes métalliques, comme l'urine ou la rouille. La rouille est plus lourde que le fer (même si elle semble), car le métal a réagi avec une masse d'oxygène pour générer de l'oxyde.

Comment cette loi est-elle appliquée dans une équation chimique?

La loi sur la conservation de la masse est d'une importance transcendantale dans la stoechiométrie, ce dernier étant défini comme le calcul des relations quantitatives entre les réactifs et les produits présents dans une réaction chimique.

Les principes de la stœchiométrie ont été indiqués en 1792 par Jeremiah Benjamín Richter (1762-1807), qui l'a définie comme la science qui mesure les proportions quantitatives ou les relations de masse des éléments chimiques qui sont impliqués dans une réaction.

Dans une réaction chimique, il y a une modification des substances qui y sont impliquées. Il est observé que les réactifs ou les réactifs sont consommés pour provoquer des produits.

Peut vous servir: métaux ferreux

Pendant la réaction chimique, il existe des liaisons entre les atomes, ainsi que la formation de nouveaux liens; Mais le nombre d'atomes impliqués dans la réaction reste inchangé. C'est ce que l'on appelle la loi de conservation de la matière.

Principes de base

Cette loi implique deux principes de base:

-Le nombre total d'atomes de chaque type est le même dans les réactifs (avant la réaction) et dans les produits (après la réaction).

-La somme totale des charges électriques avant et après la réaction reste constante.

En effet, le nombre de particules subatomiques reste constant. Ces particules sont des neutrons sans charge électrique, des protons de charge positive (+) et des électrons (-) (-) négatifs (). Ainsi, la charge électrique ne change pas pendant une réaction.

Équation chimique

Ayant dit ce qui précède, lorsqu'il représente une réaction chimique à travers une équation (comme l'image principale), les principes de base doivent être respectés. L'équation chimique utilise des symboles ou des représentations des différents éléments ou atomes, et comment ils sont regroupés en molécules avant ou après la réaction.

L'équation suivante sera à nouveau utilisée comme exemple:

A + B₂    => AB₂

L'indice est un nombre qui est placé sur la bonne partie des éléments (b₂ et ab₂) en bas, indiquant le nombre d'atomes d'un élément présent dans une molécule. Ce numéro ne peut pas être modifié sans la production d'une nouvelle molécule, différente de l'original.

Le coefficient stoechiométrique (1, dans le cas de A et du reste de l'espèce) est un nombre qui est placé à gauche des atomes ou des molécules, indiquant leur nombre impliqué dans une réaction.

Dans une équation chimique, si la réaction est irréversible, une seule flèche est placée, ce qui indique la signification de la réaction. Si la réaction est réversible, il y a deux flèches dans la direction opposée. À gauche des flèches se trouvent les réactifs ou les réactifs (A et B₂), tandis que à droite sont les produits (ab₂).

Balançant

Équilibre une équation chimique est une procédure qui permet le nombre d'atomes des éléments chimiques présents dans les réactifs avec ceux des produits.

En d'autres termes, le nombre d'atomes de chaque élément doit être le même sur le côté des réactifs (avant la flèche) et du côté des produits de réaction (après la flèche).

On dit que lorsqu'une réaction est équilibrée, la masse d'action de masse est respectée.

Par conséquent, il est essentiel d'équilibrer le nombre d'atomes et de charges électriques des deux côtés de la flèche dans une équation chimique. De même, la somme des masses des réactifs doit être égale à la somme des masses des produits.

Peut vous servir: loi des gaz idéaux: formule et unités, applications, exemples

Dans le cas de l'équation représentée, elle est déjà équilibrée (le même nombre de A et B des deux côtés de la flèche).

Expériences qui démontrent la loi

Incinération des métaux

Lavoir, observant l'incinération des métaux tels que le plomb et l'étain dans des conteneurs fermés avec un revenu d'air limité, répartis que les métaux étaient recouverts d'un calciné; Et en plus, que le poids du métal à un certain moment de chauffage était égal à l'initiale.

Alors qu'un métal incinére un gain de poids, Lavillon pensait que l'excès de poids observé pourrait s'expliquer par une certaine masse de quelque chose qui est extrait de l'air pendant l'incinération. Pour cette raison, la pâte est restée constante.

Cette conclusion, qui pourrait être considérée avec un peu de base scientifique solide, n'est pas telle, étant donné que Lavoir avait sur l'existence de l'oxygène pour le moment où il a énoncé sa loi (1785).

Libération d'oxygène

L'oxygène a été découvert par Carl Willhelm Scheele en 1772. Par la suite, Joseph Priesley l'a découvert indépendamment et a publié les résultats de ses recherches, trois ans avant que Scheele ne publie ses résultats sur ce même gaz.

Priesley a réchauffé le monoxyde de mercure et a ramassé un gaz qui a produit une augmentation de l'éclat de flamme. De plus, en introduisant les souris dans un récipient avec le gaz, ils sont devenus plus actifs. Priesley a appelé ce gaz défloré.

Priesley a communiqué ses observations à Antoine Laviner (1775), qui a répété ses expériences démontrant que le gaz était dans l'air et dans l'eau. Lavoir a reconnu le gaz comme un nouvel élément, lui donnant le nom de l'oxygène.

Lorsque Lavoisier a utilisé comme argument pour énoncer sa loi, que l'excès de masse observé dans l'incinération des métaux était dû à quelque chose qui a été extrait de l'air, il pensait à l'oxygène, un élément qui est combiné avec des métaux pendant l'incinération.

Exemples (exercices pratiques)

Décomposition du monoxyde de mercure

Si 232,6 de monoxyde de mercure (HGO) sont chauffés, il se décompose dans le mercure (Hg) et l'oxygène moléculaire (ou₂). Sur la base de la loi de conservation de la masse et des poids atomiques: (Hg = 206,6 g / mol) et (O = 16 g / mol), indiquent la masse de Hg et O₂ qui est formé.

Hgo => hg + o₂

232.6 g 206,6 g 32 g

Les calculs sont très directs, car exactement une mole de HGO se décompose.

Incinération d'une bande de magnésium

Ruban de magnésium brûlant. Source: capt. John Yossarian [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 3.0) ou gfdl (http: // www.gnou.Org / copyleft / fdl.html)], de Wikimedia Commons

Un ruban de magnésium de 1,2 g a été incinéré dans un récipient fermé contenant 4 g d'oxygène. Après la réaction, il y avait 3,2 g d'oxygène sans réagir. Quelle quantité d'oxyde de magnésium s'est formé?

Il peut vous servir: changements d'état: types et leurs caractéristiques (avec des exemples)

La première chose à calculer est la masse d'oxygène qui a réagi. Cela peut être facilement calculé, par soustraction:

Masse de o₂ qui a réagi = masse initiale de ou₂ - Masse finale de o₂

(4 - 3,2) g ou₂

0,8 g de o₂

Sur la base de la loi de la conservation de masse, vous pouvez calculer la masse de MGO formée.

Mgo masse = mg masse + masse de o

1,2 g + 0,8 g

2,0 g Mgo

Hydroxyde de calcium

Une masse de 14 g d'oxyde de calcium (CAO) a réagi avec 3,6 g d'eau (H₂O), qui a été complètement consommé dans la réaction à la forme de 14,8 g d'hydroxyde de calcium, CA (OH)₂:

Quelle quantité d'oxyde de calcium a réagi pour former l'hydroxyde de calcium?

Quelle quantité d'oxyde de calcium était terminée?

La réaction peut être schématique par l'équation suivante:

Cao + H₂O => CA (OH)₂

L'équation est équilibrée. Conforme donc à la loi sur la conservation de masse.

Masse de CAO impliquée dans la réaction = masse de Ca (OH)₂ - masse de h₂SOIT

14,8 g - 3,6 g

11.2 G Cao

Par conséquent, le CAO qui n'a pas réagi (celui qui reste) est calculé en faisant une soustraction:

Superant CaO masse = masse présente dans la réaction - masse qui est intervenue dans la réaction.

14 g de Cao - 11,2 g de Cao

2,8 G Cao

Oxyde de cuivre

Quelle quantité d'oxyde de cuivre (CUO) sera formée lorsque 11 g de cuivre (Cu) avec de l'oxygène (ou₂)? Combien d'oxygène est nécessaire dans la réaction?

La première étape consiste à équilibrer l'équation. L'équation équilibrée est la suivante:

2cu + o₂ => 2cuo

L'équation est équilibrée, elle est donc conforme à la loi de la conservation de masse.

Le poids atomique de Cu est de 63,5 g / mol, et le poids co-moléculaire est de 79,5 g / mol.

Vous devez déterminer la quantité de COO formée à partir de l'oxydation complète des 11 g de Cu:

Cuo masse = (11 g de Cu) ∙ (1 mol de Cu / 63,5 g Cu) ∙ (2 mol Cuo / 2mol Cu) ∙ (79,5 g Cuo / mol Cuo)

Cuo Mass Formé = 13,77 g

Par conséquent, la différence dans les masses entre le CUO et le Cu donne la quantité d'oxygène impliqué dans la réaction:

Masse d'oxygène = 13,77 g - 11 g

1,77 g o₂

Formation de chlorure de sodium

Une masse de chlore (Cl₂) de 2,47 g a été réagi avec suffisamment de sodium (Na) et 3,82 g de chlorure de sodium (NaCl). Combien de na a réagi?

Équation équilibrée:

2na + cl₂ => 2NACL

Selon la loi sur la conservation de masse:

Na = masse naCl - masse Cl₂

3,82 g - 2,47 g

1,35 g na

Les références

1. Institut polytechnique national. (s.F.). Loi de conservation de masse. Cgfie. Récupéré de: aev.Cgfie.Ipn.mx
2. Loi de conservation de masse. Récupéré de: Thoughtco.com