Химия · 8 классурок · 2026-09-27~7 мин чтения

Закон сохранения массы и химические уравнения

Почему масса при реакции не меняется и как уравнять любое уравнение за пять шагов: Ломоносов, Лавуазье и арифметика коэффициентов.

Открыть тренажёр Сразу к проверке

Налей в бутылку немного уксуса, насыпь ложку соды и быстро натяни на горлышко воздушный шарик: через секунду он надуется — реакция пошла. А теперь поставь бутылку с шариком на кухонные весы. Внутри всё бурлит, вещества меняются, но стрелка не сдвинется ни на грамм. Это не фокус и не совпадение: так работает один из главных законов химии, на котором держится любое уравнение реакции.

Закон сохранения массы: история и формулировка

Михаил Ломоносов в 1748 году первым сформулировал закон: масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе веществ, которые образовались в её результате. Он проводил опыты по обжигу металлов в запаянных сосудах: металл соединялся с воздухом внутри колбы, но общий вес сосуда не менялся. Через сорок лет, в 1789-м, француз Антуан Лавуазье пришёл к тому же выводу независимо — с точнейшими для своего времени весами и закрытыми колбами; именно его измерения убедили весь мир. Причина проста: атомы не рождаются и не исчезают, они лишь меняют соседей. Продукт реакции собран из тех же атомов, что и исходные вещества.

m (P) + m (O_{2}) = m (P_{2} O_{5}) \Rightarrow 124 + 160 = 284

Сгорание фосфора по уравнению 4P + 5O2 = 2P2O5: масса сходится до грамма

Как проверяли закон: закрытая колба решает

Ломоносов пришёл к своему выводу через упрямый эксперимент. Идею он сформулировал в 1748 году в письме математику Эйлеру: сколько чего у одного тела отнимется, столько присовокупится к другому. Проверкой стали обжиги металлов в запаянных сосудах: свинец в колбе на сильном огне превращался в окалину, а весы показывали ту же массу — хотя на открытом воздухе металл будто прибавлял в весе. Загадку разгадала именно запаянная колба: прибавка металла забиралась из воздуха внутри сосуда, и общая масса оставалась на месте.

Весы с закрытой колбой до и после реакции: шарик надулся, но обе табло показывают 284 грамма — Реакция в закрытой колбе на весах: сода и уксус дают газ, шарик надувается, а стрелка остаётся на «284 г». Атомы не исчезают — только меняют соседей, поэтому масса до реакции равна массе после.

Спустя десятилетия французский химик Антуан Лавуазье повторил проверку с весами, ловившими доли грамма. Он обжигал олово и свинец в закрытых ретортах и вёл точную бухгалтерию: металл прибавлял ровно столько, сколько терял воздух в сосуде. Из этих опытов вырос вывод, который сейчас стоит в начале любого учебника химии: масса веществ до реакции равна массе после. Ключ у обоих учёных один — закрытая система. В ней ни один атом не уходит и не приходит, и закон виден прямо на стрелке весов.

Закон — не только страница истории, а ежедневный инструмент. По нему проверяют любое уравнение: пересчитал атомы слева и справа — и уверен, что запись честна. По нему же работают лаборатории и заводы: если сгорело 12 г угля, углекислого газа выйдет ровно 44 г, а не «примерно» — в закрытом реакторе нечему теряться. Фармацевты пересчитывают массы компонентов лекарства, металлурги — шихту для плавки, экологи — сколько газа выбросит котельная. Везде за расчётом стоит тот же закон: атомы переносятся из исходных веществ в продукты без остатка, и масса сходится, как в приходной книге, — сколько списано, столько пришло. Поэтому химики легко ловят ошибки: баланс не сошёлся — где-то потерян атом или лишний коэффициент. Даже калькулятор тут не нужен — достаточно внимательности.

Химическое уравнение и расстановка коэффициентов

Химическое уравнение — запись реакции, честная перед законом: слева исходные вещества, справа продукты, и число атомов каждого элемента по обе стороны одинаково. Уравнивают его коэффициентами — числами перед формулами. Индексы не трогают никогда: они принадлежат самому веществу, и $C O_{2}$ останется $C O_{2}$ в любой реакции. Коэффициент умножает всю формулу целиком: в записи $2 H_{2} O$ четыре атома водорода и два кислорода. По уравнению сразу видно пропорцию: сколько взято, сколько вышло.

Схема, уравнение, пропорция: три ступени записи

Запись реакции строится в три ступени. Сначала схема: знаки веществ и стрелка, как в записи $A l + O_{2} \to A l_{2} O_{3}$ , — она отвечает на вопрос «что с чем реагирует», но атомы ещё не считает. Затем уравнение: стрелка меняется на знак равенства, а перед формулами появляются коэффициенты — теперь запись честна перед законом сохранения массы. Наконец, уравнённое уравнение ещё и считает: его коэффициенты дают пропорцию, по которой химики отвешивают вещества, — на каждые четыре атома алюминия три молекулы кислорода дают две формульные единицы оксида.

Схема: реагенты, стрелка, продукты — состав известен, баланса атомов ещё нет.
Уравнение: знак равенства и коэффициенты, выравнивающие каждый элемент.
Пропорция: коэффициенты показывают, сколько молекул или моль каждого вещества вступает в реакцию и получается.
Контроль: пересчитай атомы каждого элемента слева и справа — расхождений быть не должно.

Уравниваем горение алюминия

Запиши схему реакции и посчитай атомы каждого элемента слева и справа.
$A l + O_{2} \to A l_{2} O_{3}$
Алюминия слева 1, справа 2 — ставим 2 перед Al.
$2 A l + O_{2} \to A l_{2} O_{3}$
Кислорода слева 2, справа 3. Наименьшее общее кратное — 6: слева 3O2, справа 2Al2O3.
$2 A l + 3 O_{2} \to 2 A l_{2} O_{3}$
Теперь алюминия справа стало 4 — удваиваем его слева.
$4 A l + 3 O_{2} = 2 A l_{2} O_{3}$
Проверка по каждому элементу: Al 4 = 4, O 6 = 6. Уравнение готово.
$4 A l + 3 O_{2} = 2 A l_{2} O_{3}$

Вопрос	Коэффициент	Индекс
Где стоит	перед формулой	справа внизу у знака элемента
Что меняет	число молекул целиком	состав одной молекулы
Можно ли трогать при уравнивании	да, только им и уравнивают	никогда
В записи $2 H_{2} O$	две молекулы воды	два атома водорода в каждой молекуле

Утверждение 1 из 4

Закон сохранения массы сформулировал Ломоносов.

Верно или нет?

Заполнено: 0 из 2

Атомы в реакции не исчезают, поэтому масса исходных веществ массе продуктов, а число атомов каждого элемента выравнивают .

Банк слов

Закон и коэффициенты

Вставь слова из банка в пропуски.

Разложено: 0 из 4

Нажми на элемент, затем на категорию. Нажми на разложенный элемент — вернётся в пул.

Проверь уравнения

Пересчитай атомы каждого элемента слева и справа.

Разбор типовой задачи

Считаем массы по уравнению горения магния

Запиши уравнение и проверь баланс: магния 2 и 2, кислорода 2 и 2 — уравнено.
$2 M g + O_{2} = 2 M g O$
Пусть в реакцию вступило 24 г магния — это ровно 1 моль атомов, ведь молярная масса магния 24 г/моль.
$2 M g + O_{2} = 2 M g O$
По коэффициентам на 2 моль магния нужен 1 моль кислорода. Значит на 1 моль магния — вдвое меньше: 0,5 моль кислорода.
$2 : 1$
Переведи в граммы: 0,5 моль кислорода весит 16 г.
$32 : 2 = 16$
Масса оксида магния по закону сохранения массы: 24 + 16 = 40 г.
$24 + 16 = 40$
Проверка по молярным массам: оксид весит 24 + 16 = 40 г/моль — баланс сошёлся и в атомах, и в граммах.
$24 + 16 = 40$

Заметь, как работает пропорция: коэффициенты отвечают за моли, а граммы приходят через молярные массы. Если бы в задаче было 48 г магния, ты удвоил бы ответ: 1 моль кислорода, 32 г, а оксида вышло 80 г. Любая задача на уравнение собирается из трёх деталей: баланс атомов, пропорция коэффициентов, пересчёт моль в граммы.

Словарь урока

Закон сохранения массы#: масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе продуктов реакции
Химическое уравнение#: запись реакции, где число атомов каждого элемента слева и справа одинаково
Коэффициент#: число перед формулой; умножает все атомы формулы и подбирается при уравнивании
Индекс#: число атомов элемента внутри формулы; при уравнивании не трогается
Схема реакции#: запись «что во что превращается» без выравнивания атомов
Закрытая система#: сосуд, через стенки которого ничего не уходит и не приходит: в нём закон виден на весах

Как это спрашивают на контрольной

Сожгли 124 г фосфора и получили 284 г оксида. Сколько израсходовано кислорода? Вычитай: 160 г.
Уравняй горение водорода: $2 H_{2} + O_{2} = 2 H_{2} O$ — кислорода 2 и 2, водорода 4 и 4.
Почему ржавый гвоздь тяжелее нового? К железу присоединился кислород из воздуха — масса пришла извне.
Уравняй разложение воды электрическим током: $2 H_{2} O = 2 H_{2} + O_{2}$ .
Найди ошибку: ученик уравнял $A l + O_{2} = A l_{2} O_{3}$ , поменяв индекс кислорода на 3. Менять индексы нельзя — изменилось само вещество.

В задачах на закон сохранения массы держи в голове два вопроса: что было до реакции и могло ли что-то покинуть сосуд или попасть в него извне. Открытый стакан — прибавляй воздух или вычитай улетевший газ, закрытая колба — простая арифметика. И всегда пересчитывай атомы: уравнение реакции — тот же закон сохранения массы, только записанный значками. Прежде чем сдавать работу, прогони баланс ещё раз по каждому элементу — это быстрее, чем переделывать всю задачу. Закон не прощает ни потерянных атомов, ни забытых коэффициентов — и в этом его польза: он сам ловит ошибки.

Проверь себя

Клавиши 1–9 выбирают вариант, Enter — «Проверить»

После реакции масса веществ стала меньше, потому что часть вещества исчезла.

Сожгли 46 г натрия и получили 62 г оксида натрия. Сколько граммов кислорода прореагировало? Запиши число.

Кто независимо пришёл к закону сохранения массы с точными взвешиваниями в закрытых колбах?

Расставь события по времени.

Сопоставь понятие и его смысл.

Нажми на элемент слева, затем на его пару справа. Повторное нажатие отменяет связь.

Какие уравнения уравнены верно?

Что сохраняется в реакции, а что меняется?

Разложи элементы по категориям: нажми на элемент, потом на категорию.

Вставь пропущенное.

Выбери подходящее слово в каждом пропуске.

Число атомов каждого элемента слева и справа от знака равенства должно быть

Было понятно? Скажи — так мы видим, какие темы переписать.

Частые вопросы

Кто открыл закон сохранения массы?

Михаил Ломоносов сформулировал его в 1748 году и проверял обжигом металлов в запаянных сосудах. В 1789 году Антуан Лавуазье независимо пришёл к тому же выводу с точными весами — его работы сделали закон общепризнанным.

Почему в открытом сосуде масса меняется?

Часть продуктов может улететь (газ) или наоборот — воздух добавит кислород, как при ржавлении. Закон при этом работает: просто масса распределилась между сосудом и окружающей средой.

Почему нельзя уравнивать уравнение, меняя индексы?

Индекс — часть формулы вещества. Поменяв его, ты получишь другое вещество, и уравнение перестанет описывать реальную реакцию. Разрешено менять только коэффициенты перед формулами.

Что значит «уравнять уравнение»?

Подобрать коэффициенты так, чтобы число атомов каждого элемента слева совпало с числом справа. Тогда уравнение автоматически согласуется с законом сохранения массы.