Κατανόηση του νόμου της διατήρησης της μάζας

Στις αρχές του 17ου αιώνα, ένας επιστήμονας από τη Ρωσία με το όνομα Mikhail Lomonosov δημοσίευσε τα ευρήματά του σχετικά με τη διατήρηση της μάζας. Στη συνέχεια, το 1789, ένας Γάλλος χημικός με την ονομασία Antoune Laurent Lavoisier επανέλαβε τη θεωρία και κατάφερε να τη διατυπώσει. Για το λόγο αυτό, ο νόμος της διατήρησης της μάζας είναι επίσης γνωστός ως νόμος Lomonosov-Lavoisier.

Ο νόμος της διατήρησης της μάζας χρησιμοποιείται ευρέως σε τομείς όπως η χημεία, η χημική μηχανική, η μηχανική και η δυναμική των ρευστών. Κατά μία έννοια, αυτός ο νόμος είναι ένας νόμος που δηλώνει ότι η μάζα ενός κλειστού συστήματος θα είναι σταθερή παρόλο που συμβαίνουν διάφορες διαδικασίες στο σύστημα (σε ένα κλειστό σύστημα η μάζα των ουσιών πριν και μετά την αντίδραση είναι η ίδια (σταθερή).

Η δήλωση που χρησιμοποιείται συνήθως για να εκφράσει το νόμο της διατήρησης της μάζας είναι ότι η μάζα μπορεί να αλλάξει σχήμα αλλά δεν μπορεί να δημιουργηθεί ή να καταστραφεί. Έτσι, σε κάθε χημική αντίδραση, η συνολική μάζα των αντιδραστηρίων είναι ίση με τη συνολική μάζα των προϊόντων.

Προηγουμένως, ήταν δύσκολο να κατανοήσουμε τη διατήρηση της μάζας λόγω της πλευστικής δύναμης (άνωση) της ατμόσφαιρας της γης. Μόλις έγινε κατανοητή αυτή η δύναμη, ο νόμος της διατήρησης της μάζας έγινε ένα σημαντικό κλειδί για τη μετατροπή της αλχημείας σε σύγχρονη χημεία.

Όταν οι επιστήμονες κατάλαβαν ότι οι ενώσεις δεν χάνονται ποτέ όταν μετριούνται, άρχισαν να πραγματοποιούν ποσοτικές μελέτες για τους μετασχηματισμούς των ενώσεων. Αυτή η μελέτη οδήγησε στην ιδέα ότι όλες οι χημικές διεργασίες και οι μετασχηματισμοί λαμβάνουν χώρα σε μια σταθερή μάζα κάθε στοιχείου.

(Διαβάστε επίσης: Κατανόηση του νόμου του Έσση για την προσθήκη σταθερής θερμότητας)

Στην έρευνά του, ο Antoine Laurent Laovoisler πραγματοποίησε τη διαδικασία καύσης πολλών ουσιών. Στο πείραμα, παρατηρήθηκε η διαδικασία αντίδρασης μεταξύ υδραργύρου (ένα αργυροειδές λευκό υγρό μέταλλο) και οξυγόνου που σχηματίζει ερυθρό οξείδιο του υδραργύρου.

Εάν το οξείδιο του υδραργύρου επαναθερμανθεί, η ένωση θα διαλυθεί για να δώσει την ίδια ποσότητα υγρού υδραργύρου και αερίου οξυγόνου όπως πριν. Έτσι, ενεργοποιήθηκε ο νόμος για τη διατήρηση της μάζας που ορίζει ότι η συνολική μάζα των ουσιών πριν από την αντίδραση θα είναι ίση με τη συνολική μάζα των ουσιών ως αποτέλεσμα της αντίδρασης.

Επομένως, εάν ο νόμος διατήρησης της μάζας εφαρμόζεται σε μια χημική αντίδραση, αυτό σημαίνει ότι ο αριθμός παρόμοιων ουσιών στη χημική αντίδραση πρέπει να είναι ίδιος. Έτσι, η μάζα της ουσίας στην αριστερή πλευρά και η μάζα της ουσίας στη δεξιά πλευρά είναι η ίδια. Έτσι, αυτή η αντίδραση μπορεί να δοθεί ως παράδειγμα:

C + O2 = CO2

12 g 32 g 44 kg

Συνολική μάζα αντιδρώντων = 12 γραμμάρια + 32 γραμμάρια = 44 γραμμάρια

Συνολική μάζα αντιδραστηρίων = Συνολική μάζα προϊόντων