La loi de conservation de la masse a révolutionné l'étude de la chimie et est l'un de ses principes les plus importants. Bien que découverte par plusieurs chercheurs, sa formulation est le plus souvent attribuée au scientifique français Antoine Lavoisier et porte parfois son nom. La loi est simple: les atomes dans un système fermé ne peuvent être ni créés ni détruits. Dans une réaction ou une série de réactions, la masse totale des réactifs doit être égale à la masse totale des produits. En termes de masse, la flèche dans une équation de réaction devient un signe égal, ce qui est très utile pour suivre les quantités de composés dans une réaction complexe.

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L'équilibrage des équations chimiques reconnaît que les deux côtés de l'équation doivent contenir le même nombre d'atomes de chaque élément, c'est donc une façon de résoudre pour la conservation de la masse. Vous pouvez également utiliser la conservation de la masse pour trouver les masses de solutés dans une solution.
Un système fermé

Aucune matière ne peut pénétrer dans un système fermé ou y échapper, mais l'énergie peut passer librement. La température à l'intérieur d'un système fermé peut changer et un système fermé peut être irradié par des rayons X ou des micro-ondes. Vous n'avez pas à considérer l'énergie dégagée lors d'une réaction exothermique ou absorbée lors d'une réaction endothermique lors de la mesure de la masse avant et après la réaction. Certains composés peuvent changer d'état et certains gaz peuvent être produits à partir de solides et de liquides, mais le seul paramètre important est la masse totale de tous les composés impliqués. Il doit rester le même.
Le journal brûlant

Le fait qu'un journal pèse moins après avoir brûlé était quelque chose de mystérieux jusqu'à ce que les scientifiques comprennent le principe de la conservation de la masse. Puisque la masse ne peut pas être perdue, elle doit se transformer en une autre forme, et c'est ce qui se passe. Pendant la combustion, le bois se combine avec l'oxygène pour produire du charbon de bois et de la suie, et il dégage des gaz tels que le dioxyde de carbone et le monoxyde de carbone. Vous pouvez calculer la masse totale de ces gaz en pesant la bûche avant la combustion et les produits de carbone solide restant après l'extinction du feu. La différence de ces poids doit être égale au poids total des gaz qui montent dans la cheminée. Telle est l'idée de base derrière la solution de tous les problèmes de conservation des masses.
Équilibrage des équations chimiques

Une équation chimique équilibrée est celle qui démontre que les atomes, comme la masse en général, ne sont ni créés ni détruits pendant la réaction, qui décrit une équation. Équilibrer une équation de réaction est un moyen de résoudre un problème de conservation de masse. Pour ce faire, vous reconnaissez que les deux côtés de l'équation contiennent le même nombre d'atomes de chaque élément impliqué dans la réaction.

Par exemple, l'équation déséquilibrée pour la formation de rouille, qui est une combinaison de fer et d'oxygène pour produire de l'oxyde de fer, ressemble à ceci:

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

Cette équation n'est pas équilibrée parce que les deux côtés contiennent différents nombres d'atomes de fer et d'oxygène. Pour l'équilibrer, multipliez chacun des réactifs et des produits par un coefficient qui produit le même nombre d'atomes de chaque élément des deux côtés:

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

Notez que le nombre d'atomes dans un composé, représenté par les indices dans une formule chimique, ne change jamais. Vous ne pouvez équilibrer une équation qu'en modifiant les coefficients.
Solutés et solutions

Vous n'avez pas nécessairement à connaître l'équation chimique d'une réaction à résoudre pour la conservation de la masse. Par exemple, si vous dissolvez deux ou plusieurs composés dans l'eau, vous savez que les masses des ingrédients doivent être égales à la masse totale de la solution. À titre d'exemple de la façon dont cela peut être utile, considérons un élève qui pèse des poids particuliers de deux composés à ajouter à une quantité connue d'eau, puis renverse une petite quantité de l'un des composés tout en le transférant dans la solution. En pesant la solution finale, l'élève peut déterminer exactement la quantité de composé perdue.
Conservation de la masse dans les réactions chimiques

Si certains réactifs se combinent pour produire des produits connus et l'équation équilibrée de la réaction est connue, il est possible de calculer la masse manquante d'un des réactifs ou des produits si tous les autres sont connus. Par exemple, le tétrachlorure de carbone et le brome se combinent pour former du dibromodichlorméthane et du chlore gazeux. L'équation équilibrée de cette réaction est:

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

Si vous connaissez les masses de chacun des réactifs et peut mesurer la masse de l'un des produits, vous pouvez calculer la masse de l'autre produit. De même, si vous mesurez les masses des produits et de l'un des réactifs, vous connaissez immédiatement la masse de l'autre réactif.
Exemple

Un élève combine 154 grammes de tétrachlorure de carbone et un inconnu quantité de brome dans un récipient scellé pour produire 243 grammes de dibromodichlorméthane et 71 grammes de chlore. Quelle quantité de chlore a été utilisée dans la réaction, en supposant que les réactifs sont complètement utilisés u__p?

Puisque la masse est conservée, nous pouvons établir une égalité dans laquelle x représente la quantité inconnue de brome:

154g + x \u003d 243g + 71g

x \u003d la masse de brome consommée dans la réaction \u003d 150 grammes