8. razred · 13–14 godina

Održanje mase i razmjena energije

Cilj lekcije

Primijeniti zakon održanja mase na zatvoren sistem.
Objasniti prividni gubitak mase kada gas napusti posudu.
Razlikovati egzotermnu i endotermnu reakciju.

Pratimo sve tvari

Ako reakcija u otvorenoj posudi oslobađa gas, vaga može pokazati manju masu sadržaja. Gas nije nestao, nego je napustio dio sistema koji važemo. U zatvorenom sistemu, iz kojeg tvari ne izlaze i u koji ne ulaze, ukupna masa se pri hemijskoj reakciji održava.

Račun zasnovan na održanju mase

Ukupna masa reaktanata jednaka je ukupnoj masi produkata kada obuhvatimo sve tvari. Ako 12 g ugljika potpuno reaguje s 32 g kisika, nastaje 44 g ugljik-dioksida. To ne znači da svaka masa kisika i ugljika međusobno potpuno reaguje; količine moraju odgovarati jednačini.

Hemijska promjena i okolina

Egzotermna reakcija predaje energiju okolini, pa se okolina može zagrijati. Endotermna reakcija prima energiju iz okoline; za njeno održavanje može biti potreban dovod energije. Porast ili pad izmjerene temperature tumačimo uz uslove mjerenja, a ne samo prema osjećaju dodira.

Odredi granicu sistema

Uporedi šta vaga obuhvata i kuda ide energija.

100 g → 100 g

Nijedna tvar ne napušta sistem: ukupna masa ostaje jednaka.

Istraži interaktivne modele

Predvidi promjenu, isprobaj kontrole i objasni šta primjećuješ. Za sitne oznake izaberi „Uvećaj model“.

Uravnoteži broj atoma

U modelu reakcije vodika s kisikom mijenjaj samo koeficijente ispred formula. Indeksi u H₂, O₂ i H₂O ostaju isti. Ovo je digitalni zadatak, a ne uputa za izvođenje reakcije.

Koeficijent uz H₂ Koeficijent uz O₂ Koeficijent uz H₂O

Prebroj oznake H i O s obje strane strelice. Prikaz poredi izabrane količine; reakcija je uravnotežena tek kada je broj svakog atoma jednak. Kuglice, boje i razmaci su dogovor modela.

Korak po korak

1.U zatvorenom sistemu reaktanti ukupno imaju masu 80 g.

2.Jedan produkt ima 62 g, a traži se masa drugog produkta.

3.Primijeni održanje mase: 80 g = 62 g + m.

4.m = 80 g − 62 g = 18 g.

Tri riješena primjera

Nastanak ugljik-dioksida

1.Reaguju 12 g C i 32 g O₂.

2.Zbroji mase reaktanata: 12 g + 32 g = 44 g.

3.Ako je reakcija potpuna i jedini produkt CO₂, njegova masa je 44 g.

Gas napušta posudu

1.Početna masa sadržaja otvorene posude je 100 g.

2.Na kraju ostane 96 g sadržaja, a 4 g gasa je izašlo.

3.Ukupno je 96 g + 4 g = 100 g; zakon nije prekršen.

Temperaturni podaci

1.U školskom izolovanom poređenju temperatura okoline reakcije poraste s 20 °C na 27 °C.

2.Izračunaj porast: 7 °C.

3.Ako se toplota prenosi iz reakcije u tu okolinu, podaci upućuju na egzotermnu reakciju.

Česte greške

Gas ima masu i kada ga ne vidiš.
Egzotermno ne znači da masa nestaje; energija i masa u školskom hemijskom računu nisu ista veličina.

Provjeri sebe

Izaberi jedan odgovor. Nakon provjere pročitaj objašnjenje.

1. U zatvorenom sistemu 50 g reaktanata daje ukupno:

2. Egzotermna reakcija:

3. Otvorena posuda može prividno izgubiti masu jer:

4. Pri ukupno 70 g reaktanata i 52 g jednog od dva produkta, drugi ima:

Pokušaj samostalno

U zatvorenom sistemu nastane 36 g vode od 4 g vodika i kisika. Kolika je masa kisika?

Uporedi s rješenjem

m(kisika) = 36 g − 4 g = 32 g. Ukupna masa reaktanata je 4 g + 32 g = 36 g, jednaka masi produkta.

Veza s kurikulumom KS

Zakon održanja mase, energija hemijskih reakcija i tumačenje mjerenja. Ishodi: A.8.1, A.8.2, A.8.5. Stranice dokumenta: 12–13.

Službeni predmetni kurikulum Hemija (PDF) · Pregled veze lekcija i kurikuluma

Digitalna vježba pomaže razumijevanju. Praktične vještine mjerenja i izvođenja ogleda provjeravaju se s nastavnikom u školi.