物質保存則、応用、実験および例

の 物質の保護の法則または質量 それはどんな化学反応でも、物質は作られたり破壊されたりしないということです。この法則は、原子がこの種の反応では不可分の粒子であるという事実に基づいています。核反応では原子は断片化されているため、化学反応とは見なされません。. 

原子が破壊されないのであれば、元素や化合物が反応するとき、原子の数は反応の前後で一定に保たれなければなりません。含まれる試薬と製品の間で一定の質量量になります。.

物質の損失を引き起こすような漏れがない場合、これは常に当てはまります。しかし、反応器が気密封止されている場合、原子は「消滅」しないので、荷電質量は反応後の質量と等しくなければならない。.

他方、生成物が固体の場合、その質量はその形成に関与する試薬の合計に等しいだろう。液体や気体の製品でも同じように起こりますが、結果として生じる質量を測定するときに間違いを犯しがちです。.

この法律は、Antoine Lavoisierなどの有名な化学者の貢献によって強化された、過去数世紀の実験から生まれました。.

AとBの間の反応を考えます₂ ABを形成する₂ （トップ画像）物質保存則によると、ABの質量₂ AとBの質量の合計に等しくなければなりません₂, それぞれ。その後、37gのAが13gのBと反応すると₂, 製品AB₂ 50gの重さがあります.

したがって、化学式では、反応物の質量（AとB）₂）常に製品の質量（AB）に等しくなければなりません₂）.

今説明したものと非常によく似た例は、錆や錆などの金属酸化物の形成です。金属は大量の酸素と反応して酸化物を生成するため、錆は鉄より重い.

索引

• 1物質の保存則または質量とは何ですか?
  • 1.1 Lavoisierの貢献
• 2この方程式が化学方程式にどのように適用されるか?
  • 2.1基本原則
  • 2.2化学方程式
• 3法則を実証する実験
  • 3.1金属の焼却
  • 3.2酸素放出
• 4つの例（実践演習）
  • 4.1一酸化水銀の分解
  • 4.2マグネシウムリボンの焼却
  • 4.3水酸化カルシウム
  • 4.4酸化銅
  • 4.5塩化ナトリウムの形成
• 5参考文献

物質の保存則または質量とは何ですか?

この法則は、反応物の質量に対する化学反応が生成物の質量に等しいと述べています。それはJulius Von Mayer（1814-1878）によって宣言されたように、法律は「物質は創造も破壊もされず、すべてが変容される」というフレーズで表現されています。.

この法律は、1745年にミハイル・ラマノソフによって、そして1785年にアントワーヌ・ラボアジエによって独自に起草されました。ロシア語で書かれているため.

Robert Boyleによって1676年に行われた実験は彼らが材料が開いた容器の中で焼却されるとき、材料がその重量を増やしたことを指摘するように導きました。おそらく材料自体によって経験された変換による.

限られた空気の吸入量で容器内の材料を焼却するLavoiserの実験は、重量の増加を示しました。この結果は、Boyleによって得られた結果と一致した。.

ラボアジエの投稿

しかし、Lavoisierの結論は異なりました。彼は、焼却の間に大量の質量が空気から取り出されたことを考えました、それは焼却を受けた材料で観察された質量の増加を説明するでしょう.

Lavoiserは、焼却中金属の質量は一定のままであり、密閉容器内の焼却量の減少は、熱の発生に関連すると考えられる本質であるフロジストの減少（廃止の概念）によるものではないと考えた.

Lavoiserは、観察された減少はむしろ密閉容器内のガス濃度の減少によって引き起こされたと述べた。.

この法則は化学方程式にどのように適用されますか?

質量保存則は化学量論において超越的に重要であり、化学量論を化学反応中に存在する反応物と生成物との間の量的関係の計算として定義する。.

化学量論の原理は、1792年にJeremíasBenjamínRichter（1762-1807）によって明確にされました。彼は、それを反応に含まれる化学元素の量的比率または質量関係を測定する科学と定義しました。.

化学反応ではそれに介入する物質の修正があります。反応物または反応物が生成物を生成するために消費されることが観察される。.

化学反応中に、原子間の結合が破裂するとともに、新しい結合が形成されます。しかし、反応に関与する原子の数は変わりません。これは物質の保存の法則として知られているものです.

基本原則

この法律は2つの基本原則を暗示しています。

-各タイプの原子の総数は、反応体（反応前）と生成物（反応後）で同じです。.

-反応前後の電荷の総和は一定のまま.

これは、素粒子の数が変わらないためです。これらの粒子は、電荷を持たない中性子、正電荷を持つ陽子（+）、および負電荷を持つ電子（ - ）です。反応中に電荷は変化しません.

化学方程式

上で述べたように、化学反応を式（メインイメージのそれのような）で表すとき、基本原理は尊重されなければなりません。化学式では、さまざまな元素または原子の記号または表現、および反応の前後に分子内でそれらがどのようにグループ化されているかが使用されます。.

例として、次の式が再び使用されます。

A + B₂    => AB₂

下付き文字は、要素の右側に配置される番号です（B₂ とAB₂）はその下部にあり、分子内に存在する元素の原子数を示します。この数は、元の分子とは異なる、新しい分子の生成なしには変更できません。.

化学量論係数（１、Ａおよび残りの種の場合には）は、原子または分子の左側部分に置かれる数であり、反応に関与するそれらの数を示す。.

化学反応式では、反応が不可逆的な場合は、反応の方向を示す単一の矢印が配置されます。反応が可逆的である場合、反対方向に2本の矢印があります。矢印の左側には試薬または反応物（AとB）があります。₂）、右側が製品（AB）です。₂）.

スイング

化学方程式のバランスをとることは、反応物中に存在する化学元素の原子数を生成物の原子数と等しくすることを可能にする手順です。.

言い換えれば、各元素の原子量は、反応体側（矢印の前）と反応生成物側（矢印の後）で等しくなければならない。.

反作用が釣り合っているとき、集団行動の法則が尊重されていると言われています.

したがって、化学式で矢印の両側の原子数と電荷数のバランスをとることが不可欠です。また、反応物の質量の合計は生成物の質量の合計と等しくなければならない。.

表された方程式の場合、それはすでに均衡しています（矢印の両側に等しい数のAとB）.

法則を実証する実験

金属の焼却

Lavoiserは、限られた空気の摂取量で密閉容器内の鉛や錫などの金属の焼却を観察したところ、金属が焼成物で覆われていることに気付いた。そしてまた、加熱の特定の時間における金属の重量は初期のものと同じであった。.

金属を焼却すると重量の増加が観察されるので、Lavoiserは、観察された過剰な重量は焼却中に空気から取り出される何かの質量によって説明できると考えました。このため、質量は一定のままでした。.

科学的根拠が弱いと考えられるこの結論はそうではありません、彼が彼の法を発表した時までに酸素の存在についてのLavoiserの知識を考えると（1785）.

酸素放出

酸素は1772年にCarl Willhelm Scheeleによって発見されました。その後、Scheeleが同じガスについての彼の結果を発表する3年前に、Joseph Priesleyはそれを独自に発見し、そして彼の研究の結果を発表しました。.

Priesleyは一酸化水銀を加熱し、炎の輝きを増すガスを集めました。さらに、マウスをガスと一緒に容器に入れると、マウスはより活発になりました。 Priesleyはこの曇り止めガスと呼びました.

Priesleyは彼の観察をAntoine Lavoiser（1775）に伝えました。そしてAntoine Lavoiser（1775）はガスが空気中と水中にあることを示す実験を繰り返しました。 Lavoiserはガスを新しい元素として認識し、それに酸素の名前を与えました.

Lavoisierが彼の法則を解明するための議論として使用したとき、金属の焼却で観察された過剰質量は空気から抽出された何かによるものであると、彼は酸素、焼却の間に金属と結合する元素について考えました.

例題（実習）

一酸化水銀の分解

一酸化水銀（HgO）232.6が加熱されると、それは水銀（Hg）と分子状酸素（O）に分解します。₂）質量と原子量の保存則に基づいて：（Hg = 206.6 g / mol）と（O = 16 g / mol）、HgとOの質量を示します₂ それが形成される.

HgO => Hg + O₂

232.6 g 206.6 g 32 g

厳密に１モルのＨｇＯが分解されているので、計算は非常に直接的である。.

マグネシウムリボンの焼却

１．２ｇのマグネシウムリボンを４ｇの酸素を含む密閉容器中で焼却した。反応後、未反応の酸素３．２ｇが残った。酸化マグネシウムの生成量?

最初に計算するのは、反応した酸素の質量です。これは減算を使って簡単に計算できます。

Oの質量₂ 反応した= Oの初期質量₂ - Oの最終質量₂

（4 - 3.2）g O₂

O 0.8 g₂

質量保存則に基づいて、形成されたＭｇＯの質量を計算することができる。.

ＭｇＯの質量＝ Ｍｇの質量＋ Ｏの質量

1.2 g + 0.8 g

MgO 2.0 g

水酸化カルシウム

質量１４ｇの酸化カルシウム（ＣａＯ）が３．６ｇの水（Ｈ）と反応した。₂反応中に完全に消費されて１４．８ｇの水酸化カルシウムＣａ（ＯＨ）を生成した。₂：

水酸化カルシウムを形成するために酸化カルシウムが反応した量?

酸化カルシウムの残量?

反応は次の式で表すことができます。

CaO + H₂O→Ca（OH）₂

方程式はバランスが取れています。したがって、質量の保存の法則に準拠しています.

反応に関与するCaOの質量= Ca（OH）の質量₂ - Hマス₂○

14.8 g - 3.6 g

11.2 gのCaO

したがって、反応しなかったCaO（残されたもの）は次のように減算することによって計算されます。

残存CaO質量=反応中に存在する質量 - 反応中に介在した質量.

CaO 14 g - CaO 11.2 g

2.8 g CaO

酸化銅

11 gの銅（Cu）が酸素（O）と完全に反応したときに形成される酸化銅（CuO）の量₂）？反応に必要な酸素量?

最初のステップは方程式のバランスをとることです。平衡方程式は次のとおりです。

2Cu + O₂ => 2CuO

方程式はバランスが取れているので、それは質量保存則に従います。.

Ｃｕの原子量は６３．５ｇ ／ ｍｏｌであり、ＣｕＯの分子量は７９．５ｇ ／ ｍｏｌである。.

１１ｇのＣｕの完全酸化からどれだけのＣｕＯが形成されるかを決定することが必要である。

ＣｕＯ質量＝（１１ｇ Ｃｕ）・（１ｍｏｌ Ｃｕ ／ ６３．５ｇ Ｃｕ）・（２ｍｏｌ ＣｕＯ ／ ２ｍｏｌ Ｃｕ）・（７９．５ｇ ＣｕＯ ／ ｍｏｌ ＣｕＯ）

定形ＣｕＯ質量＝ １３．７７ｇ

それ故、ＣｕＯとＣｕとの間の質量の差は、反応に関与する酸素の量を与える。

酸素質量= 13.77 g - 11 g

1.77 g O₂

塩化ナトリウムの形成

塩素の塊（Cl₂２．４７ｇのナトリウム塩を十分なナトリウム（Ｎａ）と反応させ、３．８２ｇの塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を生成させた。 Naの反応量?

バランスの取れた方程式：

2Na + Cl₂ →2NaCl

質量保存の法則によると、

Naの質量= NaClの質量 - 質量Cl₂

3.82 g - 2.47 g

1.35 g Na

参考文献

1. Flores、J。Química（2002）。サンティリャーナ編集長.
2. ウィキペディア（２０１８）。物質保全の法則取得元：en.wikipedia.org
3. 国立ポリテクニック研究所。 （Ｓ．Ｆ．）。質量保存の法則CGFIE取得元：aev.cgfie.ipn.mx
4. Helmenstine、Anne Marie、Ph.D. （2019年1月18日）ミサの保存の法則。
5. Shrestha B.（2018年11月18日）。物質保全の法則化学ライブラリテキスト。取得元：chem.libretexts.org