Πώς ο νόμος της μάζας διατήρησης και πώς σχετίζεται με χημικές εξισώσεις;

Ο νόμος της διατήρησης της μάζας , επίσης γνωστός ως νόμος του Lavoisier, είναι ένας θεμελιώδης νόμος στη χημεία που δηλώνει ότι η συνολική μάζα των αντιδραστηρίων σε μια χημική αντίδραση είναι ίση με τη συνολική μάζα των προϊόντων. Αυτός ο νόμος υπονοεί ότι η σημασία δεν μπορεί να δημιουργηθεί ή να καταστραφεί σε χημικές αντιδράσεις, αλλά μόνο αναδιαμορφώνεται ή συνδυάζεται με διαφορετικές μορφές.

χημικές εξισώσεις , επίσης γνωστές ως ισορροπημένες χημικές εξισώσεις, είναι συμβολικές αναπαραστάσεις των χημικών αντιδράσεων. Χρησιμοποιούν χημικούς τύπους για να δείξουν τα αντιδραστήρια, τα προϊόντα και τα σχετικά ποσά τους που εμπλέκονται σε μια χημική αντίδραση.

Ο νόμος της διατήρησης της μάζας συνδέεται στενά με την έννοια των χημικών εξισώσεων εξισορρόπησης , όπου χρησιμοποιούνται συντελεστές για τη ρύθμιση των στοιχειομετρικών αναλογιών αντιδραστηρίων και προϊόντων για να εξασφαλιστεί ότι η συνολική μάζα και στις δύο πλευρές της εξίσωσης είναι ίση. Οι συντελεστές αντιπροσωπεύουν τον σχετικό αριθμό μορίων, γραμμομορίων ή μονάδων τύπου κάθε ουσίας που εμπλέκεται στην αντίδραση.

Για να εξισορροπήσουν μια χημική εξίσωση, οι συντελεστές τοποθετούνται μπροστά από τους χημικούς τύπους, όχι ως δείκτες εντός των τύπων. Οι συντελεστές προστίθενται χωρίς να μεταβάλλονται οι χημικοί τύποι ή οι δείκτες. Η εξισορρόπηση εξασφαλίζει ότι η συνολική μάζα των αντιδραστηρίων είναι ίση με τη συνολική μάζα των προϊόντων.

Για παράδειγμα, εξετάστε την ακόλουθη μη ισορροπημένη χημική εξίσωση για την καύση μεθανίου:

ch₄ + o₂ → co₂ + h₂o

Για να εξισορροπήσουμε αυτήν την εξίσωση, πρέπει να προσθέσουμε συντελεστές για να διασφαλίσουμε ότι ο αριθμός των ατόμων κάθε στοιχείου είναι ίσος και από τις δύο πλευρές της εξίσωσης. Ξεκινάμε με την εξισορρόπηση των ατόμων άνθρακα:δεδομένου ότι υπάρχει ένα άτομο άνθρακα στην αριστερή πλευρά και ένα άτομο άνθρακα στη δεξιά πλευρά, δεν απαιτούνται συντελεστές για CH₄ και CO₂.

Στη συνέχεια, ισορροπούμε τα άτομα υδρογόνου:Υπάρχουν τέσσερα άτομα υδρογόνου στην αριστερή πλευρά και δύο άτομα υδρογόνου στη δεξιά πλευρά. Για να εξισορροπήσουμε αυτό, πρέπει να τοποθετήσουμε έναν συντελεστή 2 μπροστά από το μόριο H₂o:

ch₄ + o₂ → co₂ + 2 h₂o

Τώρα, ισορροπούμε τα άτομα οξυγόνου:Υπάρχουν δύο άτομα οξυγόνου στην αριστερή πλευρά και τέσσερα άτομα οξυγόνου στη δεξιά πλευρά. Για να εξισορροπήσουμε αυτό, πρέπει να τοποθετήσουμε έναν συντελεστή 2 μπροστά από το μόριο O₂:

ch₄ + 2 o₂ → co₂ + 2 h₂o

Με την προσθήκη αυτών των συντελεστών, διασφαλίσαμε ότι η συνολική μάζα των αντιδραστηρίων (ch₄ και 2 o₂) ​​είναι ίση με τη συνολική μάζα των προϊόντων (CO₂ και 2 h₂o), ικανοποιώντας το νόμο της διατήρησης της μάζας.

Συνοπτικά, ο νόμος της διατήρησης της μάζας είναι μια θεμελιώδης αρχή που απαιτεί τη συνολική μάζα των αντιδραστηρίων σε μια χημική αντίδραση να είναι ίση με τη συνολική μάζα των προϊόντων. Αυτή η έννοια αντανακλάται άμεσα στην εξισορρόπηση των χημικών εξισώσεων, όπου οι συντελεστές ρυθμίζονται ώστε να διασφαλίζεται ότι ο αριθμός των ατόμων κάθε στοιχείου είναι ίσος και από τις δύο πλευρές, διατηρώντας έτσι τη συνολική ισορροπία μάζας της αντίδρασης.