2.5 Massebevaring og balansering
Massens bevaringsprinsipp og balansering av kjemiske reaksjonslikninger.
40 min
12 oppgaver
MassebevaringBalanseringStøkiometriMolforholdAtomtelling
Din fremgang i kapitlet
0 / 12 oppgaver
Massebevaring og balansering
Når noe brenner, forsvinner det. Eller gjør det det?
Når et stearinlys brenner, blir det mindre og mindre. Til slutt er det borte. Men hvor ble vokset?
Det kan virke som at masse forsvinner i en kjemisk reaksjon, men det stemmer ikke. Massen blir bare omdannet til andre stoffer.
Dette er loven om massebevaring – en av de viktigste lovene i kjemien.
I dette kapittelet lærer du:
- Loven om massebevaring
- Hvorfor atomer ikke forsvinner
- Hvordan balansere reaksjonslikninger
- Vanlige feil å unngå
Loven om massebevaring
Antoine Lavoisier – kjemiens far
På slutten av 1700-tallet gjorde den franske kjemikeren Antoine Lavoisier en viktig oppdagelse.
Han veide stoffer nøye før og etter kjemiske reaksjoner. Uansett hvilken reaksjon han studerte, fant han alltid det samme:
Massen før reaksjonen = Massen etter reaksjonen
Hva skjer med stearinlyset?
Når et stearinlys brenner:
- Før reaksjonen: Voks + Oksygen (fra luften)
- Etter reaksjonen: Karbondioksid (CO₂) + Vanndamp (H₂O)
Vokset forsvinner ikke – det omdannes til gasser som forsvinner opp i luften!
Hvis vi kunne samle opp alle gassene og veie dem, ville total masse være nøyaktig den samme som før.
Loven om massebevaring
Loven om massebevaring (også kalt Lavoisiers lov):
> I en kjemisk reaksjon forsvinner ikke masse, og ny masse skapes ikke. Total masse før reaksjonen er lik total masse etter reaksjonen.
Formel:
``
Masse (reaktanter) = Masse (produkter)
Eksempel:
Hvis 12 g karbon reagerer med 32 g oksygen, får vi 44 g karbondioksid.
12 g + 32 g = 44 g ✓
Atomer forsvinner ikke
Hvorfor bevares masse?
Fordi atomer ikke forsvinner eller dannes i vanlige kjemiske reaksjoner.
De bare omorganiseres.
Eksempel: Hydrogenreaksjon
Hydrogen + Oksygen → Vann
``
2 H₂ + O₂ → 2 H₂O
Før reaksjonen:
- 4 hydrogenatomer (i 2 H₂-molekyler)
- 2 oksygenatomer (i 1 O₂-molekyl)
Etter reaksjonen:
- 4 hydrogenatomer (i 2 H₂O-molekyler)
- 2 oksygenatomer (i 2 H₂O-molekyler)
Antall atomer er nøyaktig likt før og etter!
Atomene har bare byttet bindingspartner. Ingen atomer har forsvunnet eller dukket opp.
Hvorfor balansere reaksjonslikninger?
Siden atomer ikke forsvinner eller dannes, må vi ha like mange atomer av hvert grunnstoff på begge sider av reaksjonslikningen.
Ubalansert likning
``
H₂ + O₂ → H₂O ❌
Venstre side:
- 2 H-atomer
- 2 O-atomer
Høyre side:
- 2 H-atomer
- 1 O-atom
Problem: Vi har 2 oksygenatomer til venstre, men bare 1 til høyre. Dette bryter loven om massebevaring!
Balansert likning
`
2 H₂ + O₂ → 2 H₂O ✓
Venstre side:
- 4 H-atomer
- 2 O-atomer
Høyre side:
- 4 H-atomer
- 2 O-atomer
Perfekt balansert! Nå stemmer det.
Koeffisienter
Koeffisienter er tallene vi skriver foran kjemiske formler for å balansere reaksjonslikninger.
Eksempel:
``
2 H₂ + O₂ → 2 H₂O
- 2 foran H₂ er en koeffisient
- 2 foran H₂O er en koeffisient
- Hvis det ikke står noe tall, er koeffisienten 1 (underforstått)
Viktig:
- Koeffisienter ganger hele molekylet/formelen
- 2 H₂O betyr 2 vannmolekyler (totalt 4 H-atomer og 2 O-atomer)
Trinnvis balansering – metode
Trinn 1: Skriv opp den ubalanserte likningen
Skriv reaktantene til venstre og produktene til høyre, adskilt av en pil.
Eksempel:
``
CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O (ubalansert)
Trinn 2: Tell antall atomer av hvert grunnstoff
Venstre side:
- C: 1
- H: 4
- O: 2
Høyre side:
- C: 1
- H: 2
- O: 3 (2 i CO₂ + 1 i H₂O)
Trinn 3: Balanser ett grunnstoff av gangen
Start med grunnstoffet som forekommer i færrest forbindelser.
Karbon (C): Allerede balansert (1 på begge sider) ✓
Hydrogen (H): 4 til venstre, 2 til høyre
- Sett koeffisient 2 foran H₂O
`
CH₄ + O₂ → CO₂ + 2 H₂O
Oksygen (O): 2 til venstre, 4 til høyre (2 i CO₂ + 2 i 2 H₂O)
- Sett koeffisient 2 foran O₂
`
CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O
Trinn 4: Sjekk at alt stemmer
Venstre side:
- C: 1
- H: 4
- O: 4
Høyre side:
- C: 1
- H: 4
- O: 4
Balansert! ✓
📝Oppgave 2.5.1
Loven om massebevaring sier at:
a) Masse kan forsvinne i en kjemisk reaksjon
b) Total masse før en reaksjon er lik total masse etter reaksjonen
c) Nye atomer skapes i en kjemisk reaksjon
d) Masse alltid øker i en kjemisk reaksjon
📝Oppgave 2.5.2
Hva skjer med atomer i en kjemisk reaksjon?
a) De forsvinner
b) De deles i mindre deler
c) De omorganiseres til nye forbindelser
d) De smelter sammen til større atomer
📝Oppgave 2.5.3
Balanser følgende reaksjonslikning:
``
N₂ + H₂ → NH₃
(Ammoniakksyntese – viktig for gjødsel)
📝Oppgave 2.5.4
Balanser følgende reaksjonslikning:
``
Al + O₂ → Al₂O₃
(Aluminium reagerer med oksygen)
📝Oppgave 2.5.5
Balanser følgende reaksjonslikning:
``
C₃H₈ + O₂ → CO₂ + H₂O
(Forbrenning av propan – brukes i griller)
📝Oppgave 2.5.6
Balanser følgende reaksjonslikning:
``
Fe₂O₃ + C → Fe + CO₂
(Utvinning av jern fra jernmalm – viktig industriell prosess)
Vanlige feil å unngå
Feil 1: Endre indeksene
FEIL: ❌
``
H₂ + O₂ → H₂O₂ (endret indeks i H₂O)
RIKTIG: ✓
`
2 H₂ + O₂ → 2 H₂O (brukte koeffisienter)
Hvorfor feil?
Hvis du endrer indeksene (tallene i formelen), endrer du stoffet!
- H₂O er vann
- H₂O₂ er hydrogenperoksid (helt annet stoff)
Regel: ALDRI endre indekser – kun koeffisienter!
Feil 2: Glemme å balansere alle grunnstoff
Du må balansere alle grunnstoffene, ikke bare noen av dem.
Feil 3: Ikke sjekke svaret til slutt
Alltid tell atomene på begge sider til slutt for å være sikker!
Feil 4: Bruke desimaler eller brøker
Bruk hele tall som koeffisienter.
FEIL: ❌
`
C₃H₈ + 2.5 O₂ → 3 CO₂ + 2 H₂O
Hvis du får desimaler, gang alle koeffisientene med 2:
RIKTIG: ✓
`
2 C₃H₈ + 5 O₂ → 6 CO₂ + 4 H₂O
📝Oppgave 2.5.7
Balanser følgende reaksjonslikning:
``
Ca(OH)₂ + HCl → CaCl₂ + H₂O
(Nøytralisering av kalsiumhydroksid med saltsyre)
📝Oppgave 2.5.8
Balanser følgende reaksjonslikning:
``
C₂H₅OH + O₂ → CO₂ + H₂O
(Forbrenning av etanol – alkohol)
📝Oppgave 2.5.9
Magnesium brenner i luft og danner magnesiumoksid:
``
2 Mg + O₂ → 2 MgO
En elev brenner 12 g magnesium.
a) Hvor mange gram oksygen reagerer med magnesiumet?
b) Hvor mange gram magnesiumoksid dannes?
(Molar masse: Mg = 24 g/mol, O = 16 g/mol)
📝Oppgave 2.5.10
Ved fotosyntese produserer planter glukose (C₆H₁₂O₆) og oksygen fra karbondioksid og vann:
``
6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂
En plante bruker 264 g karbondioksid i fotosyntesen.
a) Hvor mye glukose produseres?
b) Hvor mye oksygen frigis?
(Molar masse: CO₂ = 44 g/mol, C₆H₁₂O₆ = 180 g/mol, O₂ = 32 g/mol, H₂O = 18 g/mol)
📝Oppgave 2.5.11
Balanser følgende reaksjonslikning og skriv fullstendig balansert likning:
``
K₂Cr₂O₇ + HCl → KCl + CrCl₃ + H₂O + Cl₂
(Dette er en mer kompleks reaksjon med flere produkter)
📝Oppgave 2.5.12
Balanser følgende reaksjonslikning:
``
C₄H₁₀ + O₂ → CO₂ + H₂O
Deretter:
a) Hvor mange mol oksygen trengs for å forbrenne 2 mol butan (C₄H₁₀)?
b) Hvis 58 g butan forbrenner fullstendig, hvor mange liter karbondioksid dannes ved standardforhold? (1 mol gass = 24 L ved standardforhold, molar masse C₄H₁₀ = 58 g/mol)
Oppsummering
Viktigste punkter
Loven om massebevaring:
- Total masse før reaksjon = Total masse etter reaksjon
- Atomer forsvinner ikke – de omorganiseres
- Oppdaget av Antoine Lavoisier
Balansering av reaksjonslikninger:
- Like mange atomer av hvert grunnstoff på begge sider
- Bruk koeffisienter (tall foran formler)
- ALDRI endre indekser (tall i formler)
Fremgangsmåte:
1. Skriv ubalansert likning
2. Tell atomer av hvert grunnstoff
3. Balanser ett grunnstoff om gangen
4. Bruk koeffisienter
5. Sjekk at alt stemmer
Vanlige feil:
- Endre indekser (ALDRI gjør dette!)
- Glemme å balansere alle grunnstoff
- Bruke desimaler (bruk hele tall)
- Ikke sjekke svaret
Neste steg
Nå som du kan balansere reaksjonslikninger, er du klar til å:
- Beregne mengder i kjemiske reaksjoner (støkiometri)
- Forstå energiendringer i reaksjoner
- Analysere kjemiske prosesser i naturen og industrien
Øv deg på å balansere flere reaksjoner – det blir lettere med trening!