Любое сложное вещество независимо от способа его получения всегда имеет

Содержание

Любое сложное вещество независимо от способа его получения всегда имеет
Урок №11. Закон постоянства состава веществ
Методическая разработка урока по химии «Закон постоянства состава вещества»

Любое сложное вещество независимо от способа его получения всегда имеет

Закон сохранения массы теоретически был описан в 1748 г, а экспериментально подтверждён в 1756 г. русским учёным М.В. Ломоносовым. М.В. Ломоносов определил, что если сосуд с металлом взвесить до и после нагревания, не вскрывая его, то масса останется неизменной. В 1789 г. французский учёный Антуан Лавуазье подтвердил выводы М.В. Ломоносова.

Формулировка закона сохранения массы:

масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе продуктов реакции.

Атомно-молекулярное учение объясняет этот закон так: при химической реакции общее количество участвующих атомов не изменяется, а происходит лишь их перегруппировка. Так как число атомов до и после реакции не изменяется, то их общая масса тоже не изменяется.

С точки зрения атомно-молекулярного учения при химических реакциях атомы не образуются из ничего и не исчезают, поэтому число атомов всех видов в ходе химической реакции остается неизменным. А так как масса данного атома постоянна, то и общая масса исходных веществ, состоящих из этих атомов, равна массе продуктов реакции, которые состоят из того же набора атомов.

Например, для реакции

`2″H»_2 + «O»_2 → 2″H»_2″O»`

в соответствии с законом сохранения массы должно выполняться соотношение

называют условную запись химической реакции с помощью химических формул, числовых коэффициентов и математических символов.

Уравнение химической реакции даёт качественную и количественную информацию о химической реакции, реагентах и продуктах реакции; его составление основывается на законах стехиометрии, в первую очередь, законе сохранения массы веществ в химических реакциях. Кроме уравнений используются полные и краткие схемы химических реакций — условные записи, дающие представление о природе реагентов и продуктов, то есть качественную информацию о химической реакции.

Для составления уравнений химических реакций, кроме знания формул реагентов и продуктов реакции, необходимо верно подобрать коэффициенты. Это можно сделать, используя несложные правила. В левой части уравнения записывают формулы (формулу) веществ, вступивших в реакцию, соединяя их знаком «плюс». В правой части уравнения записывают формулы (формулу) образовавшихся веществ, также соединённых знаком «плюс». Между частями уравнения ставят знак равенства или стрелку. Затем находят коэффициенты — числа, стоящие перед формулами веществ, чтобы число атомов одинаковых элементов в левой и правой частях уравнения было равным.

Зная закон сохранения массы, можно сформулировать правила составления химических уравнений:

1) необходимо знать формулы веществ, вступивших в реакцию (реагентов) и веществ, полученных в результате реакции (продуктов);

2) число атомов каждого элемента в левой части уравнения должно быть равно числу атомов этих же элементов в правой части уравнения;

3) нельзя переносить формулы веществ из одной части уравнения в другую.

Закон постоянства состава впервые сформулировал в 1808 г. французский учёный-химик Жозеф Луи Пруст.

Формулировка закона постоянства состава:

вещество, независимо от способа его получения, всегда имеет постоянный качественный и количественный состав.

Вещества с постоянным составом названы дальтонидами в честь английского химика Джона Дальтона.

Состав дальтонидов описывается химическими формулами с целыми стехиометрическими индексами, например `»H»_2″O»`, `»HCl»`, `»CH»_4`, `»CO»_2`, `»C»_2″H»_5″OH»`.

Из закона постоянства состава следует, что при образовании сложного вещества элементы простых веществ соединяются друг с другом в строго определенных массовых долях.

`omega_»э»` показывает, какую часть составляет масса данного элемента от массы всего вещества

где `n` – число атомов элемента в веществе;

`A_r` – относительная атомная масса элемента;

`M_r` – относительная молекулярная масса вещества.

Развитие химии показало, что наряду с веществами, имеющими постоянный состав, существуют вещества с переменным составом, который зависит от способа получения. Такие вещества назвали в честь французского химика Клода Бертолле – бертоллидами.

Бертоллиды не подчиняются законам стехиометрии. Примеры бертоллидов есть в классах оксидов, сульфидов, карбидов, гидридов.

Исходя из вышеизложенного, уточним формулировку закона постоянства состава: состав соединений с молекулярной структурой является постоянным независимо от способа получения. Состав же соединений с немолекулярной структурой (с атомной, ионной и металлической решеткой) не является постоянным и зависит от условий получения.

Источник

Урок №11. Закон постоянства состава веществ

I. НОВЫЙ МАТЕРИАЛ

К основным законам химии относится закон постоянства состава:

Всякое чистое вещество независимо от способа его получения всегда имеет постоянный качественный и количественный состав.

Атомно-молекулярное учение позволяет объяснить закон постоянства состава. Поскольку атомы имеют постоянную массу, то и массовый состав вещества в целом постоянен.

Закон постоянства состава впервые сформулировал французский ученый-химик Ж.Пруст в 1808 г

Он писал: «От одного полюса Земли до другого соединения имеют одинаковый состав и одинаковые свойства. Никакой разницы нет между оксидом железа из Южного полушария и Северного. Малахит из Сибири имеет тот же состав, как и малахит из Испании. Во всем мире есть лишь одна киноварь».

В этой формулировке закона, как и в приведенной выше, подчеркивается постоянство состава соединения независимо от способа получения и места нахождения.

Чтобы получить сульфид железа(II), мы смешивали железо и серу в соотношении 7:4. Посмотрите видео-эксперимент . Если смешать их в другой пропорции, например 10:4, то химическая реакция произойдет, но 3 г железа в реакцию не вступит. Почему наблюдается такая закономерность? Известно, что в сульфиде железа(II) на каждый один атом железа приходится один атом серы (демонстрация кристаллической решетки, рис.). Следовательно, для реакции нужно брать вещества в таких массовых соотношениях, чтобы сохранялось соотношение атомов железа и серы (1:1). Поскольку численные значения атомных масс Fe, S и их относительных атомных масс A r (Fe), A r (S) совпадают, можно записать:A r (Fe): A r (S) = 56:32 = 7:4.

Отношение 7:4 сохраняется постоянно, в каких бы единицах массы ни выражать массу веществ (г, кг, т, а.е.м.). Большинство химических веществ обладает постоянным составом.

Рис. Кристаллическая решетка сульфида железа(II)

Развитие химии показало, что наряду с соединениями постоянного состава существуют соединения переменного состава. По предложению Н.С. Курнакова первые названы дальтонидами (в память английского химика и физика Дальтона), вторые — бертоллидами (в память французского химика Бертолле, предвидевшего такие соединения). Состав дальтонидов выражается простыми формулами с целочисленными стехиометрическими индексами, например Н 2 О, НCl, ССl 4 , СO 2 . Состав бертоллидов изменяется и не отвечает стехиометрическим отношениям.

В связи с наличием соединений переменного состава в современную формулировку закона постоянства состава следует внести уточнение.

Cостав соединений молекулярной структуры, т.е. состоящих из молекул, — является постоянным независимо от способа получения. Состав же соединений с немолекулярной структурой (с атомной, ионной и металлической решеткой) не является постоянным и зависит от условий получения.

II. На основе закона постоянства состава можно производить различные расчёты.

Задача №1

В каких массовых отношениях соединяются химические элементы в серной кислоте, химическая формула которой H 2 SO 4 ?

Используя ПСХЭ найдём относительные атомные массы химических элементов:

Определим массовые отношения этих элементов в формуле H 2 SO 4

m(H) : m(S) : m(O) = 2Ar(H) : Ar(S) : 4Ar(O) = 2 : 32 : 64 = 1 : 16 : 32

Таким образом, чтобы получить 49 г серной кислоты (1+16+32=49), необходимо взять 1 г — Н, 16 г — S и 32 г — О.

Задача №2

Водород соединяется с серой в массовых отношениях 1 : 16. Используя данные об относительных атомных массах этих элементов, выведите химическую формулу сероводорода.

Используя ПСХЭ найдём относительные атомные массы химических элементов:

Обозначим количество атомов водорода в формуле — х, а серы — у: Н х S у

m(H) : m(S) = хAr(H) : уAr(S)= х1 : у32 = (2*1) : (1*32) = 2 : 32 = 1 : 16

Следовательно, формула сероводорода Н 2 S

Задача №3

Выведите формулу сульфата меди, если массовые отношения в нём меди, серы и кислорода соответственно равны 2:1:2?

Используя ПСХЭ найдём относительные атомные массы химических элементов:

Ar(Cu)=64, Ar(S)=32, Ar(O)=16.

Обозначим количество атомов меди в формуле — х, серы — у, а кислорода — z: Cu x S y O z

m(Cu) : m(S) : m(O) = хAr(Cu) : уAr(S) : zAr(O) = x64 : y32 : z16 = (1*64) : (1*32) : (4*16) = 64:32:64 = 2:1:2

III. РЕШИТЕ ЗАДАЧИ

№1. Применяя сведения об относительных атомных массах химических элементов, вычислите массовые отношения элементов в угольной кислоте, химическая формула которой H 2 CO 3 .

№2. Определите массу кислорода, реагирующего без остатка с 3 г водорода, если водород и кислород в данном случае соединяются соответственно в соотношении 1 : 8?

№3. Углерод и кислород в углекислом газе соединяются в массовых отношениях 3 : 8.

Выведите химическую формулу углекислого газа

№4. Определите массу водорода, реагирующего без остатка с 48 г кислорода, если водород и кислород в данном случае соединяются в соотношеннии 1:8.

Источник

Методическая разработка урока по химии «Закон постоянства состава вещества»

УМК (название учебника, автор, год издания): Химия. Г.Е.Рудзитис, Ф.Г.Фельдман.

Москва «Просвещение» 2018

Уровень обучения: базовый

Тема: Закон постоянства состава вещества.

Общее количество часов, отведенное на изучение темы: 1

Место урока в системе уроков по теме: Урок № 1

Цель урока: углубить понятие «химический элемент»; закрепить умение определять относительную атомную массу элемента; познакомить обучающихся с законом постоянства состава вещества, свеществам постоянного и переменного состава; научиться на основе закона постоянства вещества производить различные расчеты; закрепить полученные знания на практике.

Образовательные: сформулировать четкое представление о законе постоянства состава вещества; знать алгоритмы решения расчетных задач; уметь пользоваться ПСХЭ при решении расчетных задач.

уметь выделять главное, сопоставлять факты, формировать умение извлекать информацию из устного сообщения, презентации;

формировать умение анализировать данные, выявлять сущность наблюдаемых процессов, обобщать и делать выводы;

развивать умение формулировать и аргументировать собственное мнение, развивать самостоятельность;

продолжать формирование химической речи учащихся, творческого мышления, правил научного общения, умения прогнозировать результат деятельности;

организовывать самостоятельную деятельность, совершенствовать навыки самооценки знаний.

Воспитательные: воспитывать культуру интеллектуального труда; чувство ответственности, уверенности в себе, требовательности к себе; умение работать в парах.

знать закон постоянства состава вещества, уметь на основе закона постоянства состава вещества производить различные расчеты;

приобретение опыта использования различных методов изучения химических явлений: наблюдения за их превращениями при проведении несложных химических экспериментов с использованием лабораторного оборудования и приборов;

умение проводить и описывать самостоятельно выполненные химические эксперименты, используя родной язык и язык химии;

умение делать выводы и умозаключения из наблюдений, изученных химических закономерностей.

умение управлять своей познавательной деятельностью, определять общие и индивидуальные правила работы и поведения.

формирование ответственное отношение к учению и самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию, осознанному выбору и построению индивидуальной траектории общения и обучения.

формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками, взрослыми в процессе образовательной и учебно — исследовательской деятельности.

умение создавать, применять и преобразовывать знаки и символы, модели и схемы для решения учебных и познавательных задач;

использование основных интеллектуальных операций: анализ и синтез, сравнение, обобщение, выявление причинно-следственных связей, поиск аналогов;

использование различных источников для получения химической информации;

постановка и формулирование цели и задач урока; формулирование и аргументация личного мнения

умение соотносить свои действия с планируемыми результатами, осуществлять контроль своей деятельности в процессе достижения результата, определять способы действий в рамках предложенных условий и требований, корректировать свои действия в соответствии с изменяющейся ситуацией, оценивать результаты решения поставленных задач и др.

осознанно и произвольно строить речевое высказывание в устной форме; аргументировано отвечать на вопросы, обосновывать свою точку зрения; слушать и понимать речь других; вступать в учебное сотрудничество с учителем.

Техническое обеспечение урока: компьютер, проектор

Дополнительное методическое и дидактическое обеспечение урока (возможны ссылки на интернет-ресурсы): презентация, Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева, знаки химических элементов, УМК: учебник для 8 класса Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г.

I. Организационный момент

Приветст вие. Проверка готовности класса и кабинета к уроку. Отсутствующие. Сообщаю, что у нас урок изучения нового материала.

Подготовка к проверке домашнего задания.

Вставьте в таблицу недостающие сведения о химических элементах

II. Проверка и актуализация знаний

Химический диктант. З аписать формулу химического элемента, его относительную атомную массу:

Натрий, барий, углерод, азот, хлор, бор, кальций, калий, литий, фтор

— Что означают записи (по карточкам)

— Какую информацию несёт химическая формула:

а) состав: качественный и количественный;

б) вещество: простое или сложное

Химический язык. Части химического языка.

История возникновения химических знаков.

Дайте определение Na , Cu , Br по следующему плану:

Количество атомов элемента.

Количество моль его атомов.

Относительная атомная масса.

Атомный (порядковый) номер.

Укажите количество атомов элементов: 8 H , 6 Mg , Cu , 4 N , Li . Как называется цифра, стоящая перед элементом?

Что такое относительная атомная масса? Единицы измерения.

Определите относительную атомную массу для Ca , 3 Al , О, 5 P , Mn , 2 Li .

Напишите формулу для определения связи между абсолютной и относительной массами атома.

Чем различаются вещества молекулярного и немолекулярного строения?

Изучение нового материала

Вспомним, о чем мы в ели речь на прошлом уроке?

Мы изучали знаки химических элементов, их произношение, порядковый номер; изучали, что такое «относительная атомная масса». Вспомним, что ученые прошлого пытались создать атомно-молекулярную теорию, но эти разработки во второй половине 18 века не продвинулись вперед. Для окончательного формирования этого учения не хватало знания законов, определяющих отношения между количеством веществ реагирующих друг с другом и образующихся при химических реакциях. Эти законы были открыты лишь в конце 18 в начале 19 века.

К основным законам химии относится закон постоянства состава:

Закон постоянства состава впервые сформулировал французский ученый-химик Ж.Пруст в 1808 г . Он писал: «От одного полюса Земли до другого соединения имеют одинаковый состав и одинаковые свойства. Никакой разницы нет между оксидом железа из Южного полушария и Северного. Малахит из Сибири имеет тот же состав, как и малахит из Испании. Во всем мире есть лишь одна киноварь».

В этой формулировке закона, как и в приведенной выше, подчеркивается постоянство состава соединения независимо от способа получения и места нахождения. Чтобы получить сульфид железа(II), мы смешивали железо и серу в соотношении 7:4. Если смешать их в другой пропорции, например 10:4, то химическая реакция произойдет, но 3 г железа в реакцию не вступит. Почему наблюдается такая закономерность? Известно, что в сульфиде железа(II) на каждый один атом железа приходится один атом серы (демонстрация кристаллической решетки, рис.). Следовательно, для реакции нужно брать вещества в таких массовых соотношениях, чтобы сохранялось соотношение атомов железа и серы (1:1). Поскольку численные значения атомных масс Fe, S и их относительных атомных масс A _r (Fe), A _r (S) совпадают, можно записать:A _r (Fe): A _r (S) = 56:32 = 7:4.
Отношение 7:4 сохраняется постоянно, в каких бы единицах массы ни выражать массу веществ (г, кг, т, а.е.м.). Большинство химических веществ обладает постоянным составом. Развитие химии показало, что наряду с соединениями постоянного состава существуют соединения переменного состава. По предложению Н.С. Курнакова первые названы дальтонидами (в память английского химика и физика Дальтона), вторые — бертоллидами (в память французского химика Бертолле, предвидевшего такие соединения). Состав дальтонидов выражается простыми формулами с целочисленными стехиометрическими индексами, например Н ₂ О, НCl, ССl ₄ , СO ₂ . Состав бертоллидов изменяется и не отвечает стехиометрическим отношениям.

На основе закона постоянства состава можно производить различные расчёты.
Задача №1
В каких массовых отношениях соединяются химические элементы в серной кислоте, химическая формула которой H ₂ SO ₄ ?
Решение:
Используя ПСХЭ найдём относительные атомные массы химических элементов:
Ar(H)=1, Ar(S)=32, Ar(O)=16.
Определим массовые отношения этих элементов в формуле H ₂ SO ₄
m(H) : m(S) : m(O) = 2Ar(H) : Ar(S) : 4Ar(O) = 2 : 32 : 64 = 1 : 16 : 32
Таким образом, чтобы получить 49 г серной кислоты (1+16+32=49), необходимо взять 1 г — Н, 16 г — S и 32 г — О.
Задача №2
Водород соединяется с серой в массовых отношениях 1 : 16. Используя данные об относительных атомных массах этих элементов, выведите химическую формулу сероводорода.
Решение:
Используя ПСХЭ найдём относительные атомные массы химических элементов:
Ar(H)=1, Ar(S)=32.
Обозначим количество атомов водорода в формуле — х, а серы — у: Н _х S _у
m(H) : m(S) = хAr(H) : уAr(S)= х1 : у32 = (2*1) : (1*32) = 2 : 32 = 1 : 16
Следовательно, формула сероводорода Н ₂ S

Задача №3
Выведите формулу сульфата меди, если массовые отношения в нём меди, серы и кислорода соответственно равны 2:1:2?
Решение:
Используя ПСХЭ найдём относительные атомные массы химических элементов:
Ar(Cu)=64, Ar(S)=32, Ar(O)=16.
Обозначим количество атомов меди в формуле — х, серы — у, а кислорода — z: Cu _x S _y O _z
m(Cu) : m(S) : m(O) = хAr(Cu) : уAr(S) : zAr(O) = x64 : y32 : z16 = (1*64) : (1*32) : (4*16) = 64:32:64 = 2:1:2

Подведение итогов. Рефлексия. Выставление оценок.

Задание на дом: § 13 упражнение 1-3 с.46; решить задачу: чтобы получить сульфид железа, взяли железо массой 15 г и серу массой 8 г. Что останется неизрасходованным?

Источник