La legge di conservazione della massa ha rivoluzionato lo studio della chimica ed è uno dei suoi principi più importanti. Sebbene scoperta da più ricercatori, la sua formulazione è spesso attribuita allo scienziato francese Antoine Lavoisier e talvolta prende il suo nome. La legge è semplice: gli atomi in un sistema chiuso non possono essere né creati né distrutti. In una reazione o serie di reazioni, la massa totale dei reagenti deve essere uguale alla massa totale dei prodotti. In termini di massa, la freccia in un'equazione di reazione diventa un segno di uguale, il che è di grande aiuto quando si tratta di tenere traccia delle quantità di composti in una reazione complessa.

TL; DR (Too Long; Didn 't Read)

Il bilanciamento delle equazioni chimiche riconosce che entrambi i lati dell'equazione devono contenere lo stesso numero di atomi di ciascun elemento, quindi è un modo per risolvere la conservazione della massa. Puoi anche usare la conservazione della massa per trovare le masse di soluti in una soluzione.
Un sistema chiuso

Non importa quale possa entrare o sfuggire a un sistema chiuso, ma l'energia può passare liberamente. La temperatura all'interno di un sistema chiuso può cambiare e un sistema chiuso può essere irradiato da raggi X o microonde. Non è necessario considerare l'energia emessa durante una reazione esotermica o assorbita durante una reazione endotermica quando si misura la massa prima e dopo la reazione. Alcuni composti possono cambiare stato e alcuni gas possono essere prodotti da solidi e liquidi, ma l'unico parametro importante è la massa totale di tutti i composti coinvolti. Deve rimanere lo stesso.
Il tronco ardente

Il fatto che un tronco pesa di meno dopo che brucia è stato un mistero fino a quando gli scienziati non hanno capito il principio di conservazione della massa. Poiché la massa non può essere persa, deve trasformarsi in un'altra forma, ed è quello che succede. Durante la combustione, il legno si combina con l'ossigeno per produrre carbone e fuliggine e rilascia gas come l'anidride carbonica e il monossido di carbonio. È possibile calcolare la massa totale di questi gas pesando il tronco prima della combustione e i prodotti di carbonio solido rimanenti dopo lo spegnimento dell'incendio. La differenza tra questi pesi deve essere uguale ai pesi totali dei gas che salgono sul camino. Questa è l'idea di base dietro la soluzione di tutta la conservazione dei problemi di massa.
Equilibrare le equazioni chimiche

Un'equazione chimica bilanciata è quella che dimostra che gli atomi, come la massa in generale, non vengono né creati né distrutti durante reazione, descritta da un'equazione. Bilanciare un'equazione di reazione è un modo per risolvere una conservazione del problema di massa. Per fare ciò, riconosci che entrambi i lati dell'equazione contengono lo stesso numero di atomi di ciascun elemento coinvolto nella reazione.

Ad esempio, l'equazione sbilanciata per la formazione di ruggine, che è una combinazione di ferro con ossigeno per produrre ossido di ferro, si presenta così:

Fe + O _{2 -> Fe 2O 3}

Questa equazione non è bilanciata perché le due parti contengono un numero diverso di atomi di ferro e ossigeno. Per bilanciarlo, moltiplica ciascuno dei reagenti e i prodotti per un coefficiente che produce lo stesso numero di atomi di ciascun elemento su entrambi i lati:

4Fe + 3O _{2 -> 2Fe 22O 3}

Nota che il numero di atomi in un composto, rappresentato dai pedici in una formula chimica, non cambia mai. Puoi bilanciare un'equazione solo modificando i coefficienti.
Soluti e soluzioni

Non devi necessariamente conoscere l'equazione chimica per una reazione da risolvere per la conservazione della massa. Ad esempio, se si dissolvono due o più composti in acqua, si sa che le masse degli ingredienti devono essere uguali alla massa totale della soluzione. Come esempio di come questo possa essere utile, considera uno studente che pesa pesi particolari di due composti da aggiungere a una quantità nota di acqua e quindi versa una piccola quantità di uno dei composti mentre lo trasferisce alla soluzione. Pesando la soluzione finale, lo studente può capire esattamente quanta parte del composto è andata persa.
Conservazione della massa nelle reazioni chimiche

Se alcuni reagenti si combinano per produrre prodotti noti e l'equazione equilibrata della reazione è noto, è possibile calcolare la massa mancante di uno dei reagenti o dei prodotti se tutti gli altri sono noti. Ad esempio, il tetracloruro di carbonio e il bromo si combinano per formare dibromodiclormetano e gas di cloro. L'equazione bilanciata per questa reazione è:

CCl _{4 + Br 2 -> CBr 2Cl 2 + Cl2}

Se conosci le masse di ciascuno dei reagenti e può misurare la massa di uno dei prodotti, è possibile calcolare la massa dell'altro prodotto. Allo stesso modo, se si misurano le masse dei prodotti e uno dei reagenti, si conosce immediatamente la massa dell'altro reagente.
Esempio

Uno studente combina 154 grammi di tetracloruro di carbonio e uno sconosciuto quantità di bromo in un contenitore sigillato per produrre 243 grammi di dibromodiclormetano e 71 grammi di cloro. Quanto cloro è stato usato nella reazione, supponendo che i reagenti siano completamente usati u__p?

Dato che la massa è conservata, possiamo impostare un'uguaglianza in cui x rappresenta la quantità sconosciuta di bromo:

154g + x \u003d 243g + 71g

x \u003d la massa di bromo consumata nella reazione \u003d 150 grammi