Тема. Закон як форма наукових знань. Закон збере­ження маси
Цілі: пояснити закон збереження маси речовини як один з основних законів; показати роль учених –хіміків А. Лавуазьє, М. В. Ломоносова у відкритті цього закону/пояснити значення закону збере­ження маси речовини в хімії як однієї з форм
наукових знань про природу; дати поняття про хімічні рівняння як підтвердження закону збере­ження маси речовин; почати формування вмінь складання рівнянь хімічних реакцій.
Тип уроку:   вивчення нового матеріалу.                                        '

Форми проведення: розповідь, демонстраційний експеримент, фрон­тальна робота зі складання рівнянь хімічних реакцій.

Обладнання: терези з важками, свічка, ковпак, склянка Ландольта; розчини натрій сульфату, барій хлориду, барій сульфату, нагрій гідроксиду, натрій карбо­нату, хлоридної кислоти.

ХІД УРОКУ

І. Організація класу

ІІ. Перевірка домашнього завдання, актуалізація опорних знань

Розглядаємо плани експериментів, запропоновані учнями, коригує­мо і робимо висновок про важливість правильної постановки й точності здійснення експерименту.

III. Вивчення нового матеріалу

Розповідь учителя

Кожна наука керується визначеними законами й теоріями. Є такі закони й у хімії. Звернімося до історії. До кінця XVIII століття в хімії було накопичено значний експериментальний матеріал, який потрібно було об'єднати в межах єдиної теорії. Творцем такої теорії став фран­цузький хімік Антуан-Лоран Лавуазьє, який широко застосовував вимі­рювання для вивчення хімічних реакцій. Тривалий час у хімії панувала думка, що воду за тривалого нагрівання можна перетворити на землю. Лавуазьє впродовж 101 дня кип'ятив воду в посудині, в якій водяна пара конденсувалася, завдяки чому втрата води була виключена. Він не забу­вав при цьому точно зважувати посудину з водою до і після нагрівання. Згодом осад з'явився, але вага посудини з водою не змінилася. А от вага самої-посудини зменшилася на стільки, скільки важив осад. Цей при­клад наочно підтверджував, що просте спостереження може привести до помилкових висновків. В експерименті необхідно використовувати також кількісні вимірювання. Як і всіх хіміків, Лавуазьє цікавив про­цес горіння. У 1772 році Лавуазьє спільно з іншими хіміками придбав алмаз. Він помістив його в закриту посудину і нагрівав доти, поки ал­маз |не зник. При цьому утворився вуглекислий газ. Але маса посудини з умістом не змінилася. Продовжуючи досліди, він нагрівав у закритих посудинах метали. Обмірковуючи результати дослідів, Лавуазьє дійшов висновку, що, якщо враховувати всі речовини, які беруть участь у хіміч­ній реакції й утворюються в результаті реакції, то жодних змін не відбу­вається. Аналогічні досліди проводив М. В. Ломоносов. Ще в 1748 ро­ці він сформулював результати своїх досліджень як закон збереження речовини — один з фундаментальних законів природи. Успіхи Лавуазьє були настільки великими й очевидними, що цей закон було прийнято всіма хіміками.

Демонстрація 10. Досліди, що демонструють закон збереження маси

Дослід 1. На одній шальці терезів урівноважується свічка. Підпалю­ємо, шалька терезів зі свічкою повільно піднімається. (Утрата маси)

Тепер той самий дослід проведемо, але накриємо свічку ковпаком. Поступово свічка гасне, а рівновага зберігається.

Дослід 2. В одне коліно склянки Ландольта наливаємо 1 мл розчину натрій сульфату, в інше — 1 мл розчину барій хлориду. Зважуємо склян­ку, потім повільно об'єднуємо вміст закритої склянки.

— Яку ознаку хімічної реакції ми спостерігаємо? (Випадіння осаду) Рівновага зберігається, тобто маса речовин до і після реакції одна­кова.

Дослід 3. Аналогічно в склянку Ландольта наливаємо розчин натрій карбонату і розчин хлоридної кислоти, щільно закриваємо, зважуємо, змішуємо розчини, знову зважуємо — рівновага зберігається.

—  Яку ознаку хімічної реакції ми спостерігаємо? (Виділення бульба­ шок газу)

Проблемне питання

—  У чому суть хімічної реакції?

•     У перетворенні речовини;

•     у перегрупуванні атомів.

Перетворення речовини в процесі хімічної реакції описується рів­нянням хімічної реакції.

Хімічне рівняння — умовний запис хімічної реакції з допомогою хі­мічних формул і коефіцієнтів.

Розгляньмо дослід М. В. Ломоносова. Він поміщав у реторту метал, запаював і нагрівав. Після нагрівання маса реторти не змінювалася, хоча метал реагував з киснем і на ньому з'являлася іржа.

Запишемо рівняння реакції:

Fе + O₂ -> Fе₂O₃

Випишемо відносні молекулярні маси речовин:

56    32      160

—  Чому не виконується закон збереження маси?
Проаналізуємо записане рівняння.

У лівій частині рівняння один атом Феруму, у правій — два атоми Феруму. У лівій частині — два атоми Оксигену, у правій — три атоми Оксигену. Необхідно зрівняти кількість атомів кожного хімічного елемента       
в лівій і в правій частинах рівняння, тоді маси всіх атомів у лівій і правій частинах буду рівними. Тобто потрібно підібрати коефіцієнти в рівнянні реакції:

4Fе + 3O₂->2Fе₂O₃

І тоді з урахуванням усіх коефіцієнтів:

56· 4 + 32 · 3 = 160 · 2

 320 = 320

Хімічні рівняння — це вираження закону збереження маси речовини.

Запам'ятайте, що в лівій і правій частинах рівняння кількість атомів кожного елемента має бути однаковою.

IV. Закріплення знань, формування вмінь складання хімічних рівнянь

Відповідно до закону збереження маси розставляємо коефіцієнти:

Тренувальні вправи

Розставте коефіцієнти в рівнянні та підтвердьте правильність роз­міщення коефіцієнтів законом збереження маси. (Рівняння реакцій на­писані на дошці, учні по ланцюжку виконують завдання.)

Отже, ми познайомилися з одним з основних законів природи — за­коном збереження маси речовин і навчилися застосовувати його для складання рівнянь хімічних реакцій.

V. Домашнє завдання

Прочитати параграф, виконати завдання до нього й відповісти на запитання наприкінці параграфа.