W toku reakcji chemicznej zachodzącej w układzie nie wymieniającym masy z otoczeniem ilości atomów poszczególnych pierwiastków pozostają stałe, zmienia się jedynie układ wiązań pomiędzy nimi - z atomów wchodzących w skład rozpadających się cząsteczek powstaja nowe związki o innej budowie i właściwościach. Niemniej, sumaryczna masa substratów zawsze jest równa całkowitej masie produktów reakcji:

(1)

\( \displaystyle \sum^{substr}_{i}m_{i}=\sum^{prod}_{j}m_{j} \)

(2)

\( \underbrace{\text{Ca}\big{(}\text{HCO}_{3}\big{)}_{2}+2\text{HCl}}_{\begin{array}{rcl}m_{Ca{(}HCO_{3}{)}_{2}}&=&162{\text{ g}}\\m_{HCl}&=&73{\text{ g}}\\\ \\m^{substr}_{tot}&=&235{\text{ g}}\end{array}}=\underbrace{\text{CaCl}_{2}+2\text{CO}_{2}+2\text{H}_{2}\text{O}}_{\begin{array}{rcl}m_{CaCl_{2}}&=&111{\text{ g}}\\m_{CO_{2}}&=&88{\text{ g}}\\m_{H_{2}O}&=&36{\text{ g}}\\m^{prod}_{tot}&=&235{\text{ g}}\end{array}} \)

Prawo 2: Prawo zachowania energii

Energia całkowita układu, który nie może wymieniać masy ani energii z otoczeniem (układ izolowany) jest zachowana w czasie.

Prawo 3: Prawo zachowania ładunku elektrycznego

Całkowity ładunek elektryczny układu izolowanego nie zmienia się w czasie. Ładunek elektryczny nie może być stworzony ani zniszczony, może być jedynie przeniesiony z jednego miejsa w inne.

Analogicznie do prawa zachowania masy, dla układu, w którym zachodzi reakcja chemiczna i nie mogącego wymieniać masy z otoczeniem, całkowity ładunek elektryczny dla produktów tej reakcji musi być równy sumarycznemu ładunkowi elektrycznemu substratów.

(3)

\( \displaystyle \sum^{substr}_{i}q_{i}=\sum^{prod}_{j}q_{j} \)

Poprawnie zbilansowane równanie chemiczne jest symboliczną reprezentacją prawa zachowania ładunku dla danej reakcji chemicznej. Przykładowo, dla reakcji redoks:

(4)

\( \underbrace{4\text{Mg}+10\text{H}^{+}+2\text{NO}_{3}^{-}}_{\begin{array}{rcl}q_{(+)}&=&10{\cdot}(1+)\\q_{(-)}&=&2{\cdot}(1-)\\q_{tot}&=&8+\end{array}}=\underbrace{4\text{Mg}^{2+}+\text{N}_{2}\text{O}+5\text{H}_{2}\text{O}}_{\begin{array}{rcl}q_{(+)}&=&4{\cdot}(2+)\\\ \\q_{tot}&=&8+\end{array}} \)

Moduł opracowano na podstawie [1], [2], [3], [4], [5], [6], [7].

Bibliografia

1. G. Barrow: Chemia fizyczna, Państwowe Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1966
2. R. Brdicka: Podstawy chemii fizycznej, Państwowe Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1970
3. P. W. Atkins: Podstawy chemii fizycznej, Państwowe Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1999
4. R. P. Feynman, R. B. Leighton, M. Sands: Feynmana wykłady z fizyki. Mechanika. Szczególna teoria względności. Tom 1.1, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2001
5. R. P. Feynman, R. B. Leighton, M. Sands: Feynmana wykłady z fizyki. Elektryczność i magnetyzm. Elektrodynamika. Tom 2.1, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2001
6. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker: Podstawy fizyki, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007
7. P. W. Atkins, J. de Paula: Chemia fizyczna, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2015

Link

Temat:
Opis:
Typ:

Email: