Закон сохранения массы в химии гласит, что масса в изолированной системе не создается и не разрушается химическими реакциями или физическими превращениями. Согласно этому положению, масса продуктов в химической реакции должна равняться массе реагентов. Закон сохранения полезен для ряда вычислений, например, определения неизвестных масс, таких как количества газа, потребляемого или добываемого в ходе реакции.
Основные условия
Открытие закона сохранения веса помогло превратить химию в респектабельную науку, которой она является сегодня. Она берет свои основы в алхимии, в науке, которая в какой-то степени связана с магией и мистикой. С появлением закона химики отказались от загадочной части исследований и начали верить в предсказуемость и надежность.
Положения о массе крайне важны для изучения и производства химических реакций. Если ученые знают количество и идентичность реагентов для конкретной реакции, они могут предсказать количество продуктов, которые будут произведены. Производители химикатов могут повысить эффективность, применяя положения закона в своей лабораторной практике.
Среди основных условий и положений можно выделить следующие:
- Материя не может быть создана или уничтожена. Она просто существует.
- Продуктом называется химическое вещество, образовавшееся в результате соответствующей реакции.
История создания
Считается, что вывел закон сохранения вещества Ломоносов, однако данное утверждение неверно. Открытие было сделано в 1789 году французским ученым Антуаном Лавуазье. Другие предлагали эту идею раньше, но Лавуазье был первым, кто смог доказать ее. Открыть закон пытались не только химики, но и физики, однако впервые сформулировать его смог именно Лавуазье.
В то время большая часть атомной химии основывалась на учениях греков, и благодаря более поздним идеям считалось, что что-то в огне на самом деле является веществом. Это, рассуждали ученые, объясняло, почему куча пепла легче, чем все, что было сожжено, чтобы произвести пепел.
Закон сохранения массы-энергии
Впоследствии этот закон был превращен Эйнштейном в закон сохранения энергии, который описывает следующие факты:
- общая масса и энергия в системе остаются постоянными,
- масса и энергия могут быть преобразованы одна в другую,
- энергия, произведенная или потребленная в типичной химической реакции, составляет незначительное количество веса.
Поэтому можно визуализировать проводимые реакции как перегруппировку атомов и связей, в то время как число атомов, участвующих в реакции, остается неизменным. Это предположение позволяет представить реакцию в виде сбалансированного уравнения, в котором число молей любого участвующего элемента одинаково с обеих сторон уравнения. Дополнительным полезным применением закона является определение массы газообразных реагентов и продуктов. Если суммы твердых или жидких реагентов и продуктов известны, любая оставшаяся масса может быть отнесена к газу.
Лавуазье, автор серии книг и ученый, вывел формулу, которая доказывала изменения атомной и молекулярной структуры вещества, однако неизменность его веса.
При разработке своей теории относительности физик и подумать не мог, что его формулировка массы и классов веществ будет перечить устоявшимся законам химии.