Номер 4, страница 65 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис

Глава 1. Первоначальные химические понятия. Параграф 19. Закон сохранения массы веществ. Подумай, ответь, выполни... - номер 4, страница 65.

Условие.

4. Какое теоретическое и практическое значение имеет закон сохранения массы веществ? Приведите примеры.

Решение.

Решение 2.

Закон сохранения массы веществ, открытый независимо М.В. Ломоносовым в 1748 году и А. Лавуазье в 1789 году, является одним из фундаментальных законов природы. Он гласит, что масса веществ, вступающих в химическую реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате реакции. Этот закон имеет огромное теоретическое и практическое значение.

Теоретическое значение

Теоретическое значение закона сохранения массы заключается в том, что он служит основой для многих ключевых концепций в химии:

• Подтверждение атомно-молекулярной теории. Закон стал мощным доказательством того, что вещество состоит из атомов, которые в ходе химических реакций не исчезают и не создаются заново, а лишь перегруппировываются, образуя новые молекулы. Сохранение общей массы означает сохранение общего числа атомов каждого вида.

• Основа для составления химических уравнений. Любое уравнение химической реакции является математическим выражением закона сохранения массы. Расстановка стехиометрических коэффициентов в уравнении — это процесс уравнивания числа атомов каждого элемента в левой (реагенты) и правой (продукты) частях, что обеспечивает выполнение этого закона.

Пример. Рассмотрим реакцию горения водорода в кислороде с образованием воды:

$H_2 + O_2 \rightarrow H_2O$

В таком виде уравнение противоречит закону сохранения массы, так как слева 2 атома кислорода, а справа — только 1. Чтобы уравнять количество атомов, необходимо расставить коэффициенты:

$2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$

Теперь и в левой, и в правой части уравнения находятся 4 атома водорода и 2 атома кислорода. Масса реагентов равна массе продуктов, закон выполняется.

Практическое значение

На законе сохранения массы основаны все количественные расчеты в химии, что определяет его колоссальное практическое значение:

• Расчеты в промышленности. В химической, металлургической, фармацевтической и других отраслях промышленности закон используется для расчета массы сырья, необходимого для получения заданного количества продукции. Это позволяет планировать производство, оптимизировать затраты и минимизировать количество отходов.

• Химический анализ. В аналитической химии закон позволяет определять количественный состав смесей и соединений. Например, методами гравиметрического анализа массу определяемого компонента находят путем взвешивания соединения, в которое он был переведен в ходе реакции.

• Экология и охрана окружающей среды. Закон применяется для составления материальных балансов и отслеживания круговорота веществ в природе. Он помогает моделировать распространение загрязнителей и оценивать их влияние на экосистемы.

Пример. На производстве необходимо получить 100 кг негашеной извести ($CaO$) путем обжига известняка ($CaCO_3$). Уравнение реакции:

$CaCO_3 \rightarrow CaO + CO_2$

Зная молярные массы веществ ($M(CaCO_3) \approx 100$ г/моль, $M(CaO) \approx 56$ г/моль), можно рассчитать, сколько известняка потребуется. Согласно уравнению, из 100 г $CaCO_3$ образуется 56 г $CaO$. Составим пропорцию:

Из $\text{x}$ кг $CaCO_3$ — получается 100 кг $CaO$

Из 100 кг $CaCO_3$ — получается 56 кг $CaO$

$x = \frac{100 \cdot 100}{56} \approx 178.6$ кг

Таким образом, для получения 100 кг извести потребуется около 178.6 кг известняка. Эти расчеты, основанные на законе сохранения массы, являются неотъемлемой частью технологического процесса.

Ответ:

Теоретическое значение закона сохранения массы состоит в том, что он подтверждает атомно-молекулярное учение и является основой для составления уравнений химических реакций. Практическое значение заключается в его применении для всех видов количественных расчетов в химической промышленности, науке и экологии, позволяя вычислять массы реагентов и продуктов.