1。バランスの取れた方程式:
* 係数はモル比を表します: バランスの取れた化学式の係数は、反応に関与する各反応物と生成物のモルの相対数を表しています。
* 質量が保存されています: バランスの取れた化学式は、各要素の原子の数が方程式の両側で同じであることを保証します。これにより、反応物の総質量が製品の総質量に等しくなることが保証されます。
例:
メタン(CH4)と酸素(O2)との燃焼により、二酸化炭素(CO2)と水(H2O)が生成されます。
CH4 + 2O2→CO2 + 2H2O
* 反応物: 1炭素(C)、4水素(H)、および4酸素(O)原子。
* 製品: 1炭素(C)、4水素(H)、および4酸素(O)原子。
方程式はバランスが取れています。つまり、反応物(メタンと酸素)の質量は、生成物(二酸化炭素と水)の質量に等しくなります。
2。化学量論:
* 質量に基づく計算: 化学量論は、化学反応における反応物と産物の間の定量的関係を扱う化学の分野です。バランスの取れた化学式を使用して、関係する反応物と生成物の質量を計算します。
* 大量保全が実証されています: これらの計算は、消費された反応物の総質量が形成された生成物の総質量に等しいことを示しており、質量の保存法則を確認しています。
例:
16グラムのメタン(CH4)から始めて、過剰な酸素と反応すると、二酸化炭素(CO2)の理論収量を計算できます。上記のバランスの取れた化学式とCH4およびCO2のモル質量を使用してください。
* 1モルのCH4 =16グラム
* 1モルのCO2 =44グラム
* 1モルのCH4が1モルのCO2を生成することがわかります。したがって、16グラムのCH4が44グラムのCO2を生成します。 この計算は、反応物の質量(16グラム)が、質量の保存法則を確認する製品の質量(44グラム)に等しいことを示しています。
制限:
* 核反応: 質量の保存法則は、少量の質量をエネルギーに変換できる核反応に厳密に適用されません(E =MC^2)。
結論:
化学式は、各元素の原子数のバランスをとり、反応物の総質量が産物の総質量に等しいことを実証することにより、質量の保存法則の視覚的表現を提供します。この概念は、化学反応を理解し、化学量論計算を実行するための基本です。