Закон сохранения массы веществ

Закон сохранения массы вещества является одним из важнейших законов химии. Оно было открыто М. В. Ломоносовым, а позднее экспериментально подтверждено А. Лавуазье. Так в чем же суть этого закона?

История

Закон сохранения массы веществ был впервые сформулирован М. В. Ломоносовым в 1748 г и экспериментально подтвержден в 1756 г на примере обжига металлов в запаянных сосудах. Ломоносов связывал закон сохранения массы вещества с законом сохранения энергии (импульса). Он рассматривал эти законы в единстве как всеобщий закон природы.

Рис. 1. Ломоносов М.В.

Но еще до Ломоносова, более 20 веков назад, древнегреческий ученый Демокрит предполагал, что все живое и неживое состоит из невидимых частиц, позже, в 17 веке, эти предположения были подтверждены Р. Бойлем. Он провел эксперименты с металлом и деревом и обнаружил, что вес металла после нагревания увеличивается, а вес золы уменьшается по сравнению с деревом.

Независимо от М. В. Ломоносова закон сохранения массы вещества был установлен в 1789 г французским химиком А. Лавуазье, доказавшим, что в химических реакциях сохраняется не только общая масса веществ, но и масса каждого из них их элементы, входящие в состав взаимодействующих веществ.

Взгляды Ломоносова и Лавуазье подтверждены современной наукой. В 1905 г. А. Эйнштейн показал, что существует зависимость между массой тела (m) и его энергией (Е), выражаемая уравнением:

Е=мс2,

где с — скорость света в вакууме.

Рис. 2. Альберт Эйнштейн.

Таким образом, закон сохранения массы дает материальную основу для составления уравнений химических реакций.

Суть закона сохранения массы вещества

Закон сохранения массы вещества таков: масса веществ, вступающих в химическую реакцию, равна массе веществ, образовавшихся в результате реакции.

Рис. 3. Закон сохранения массы вещества.

При написании уравнений химических реакций необходимо проверять соблюдение этого закона. Число атомов элементов в левой и правой частях реакций должно быть одинаковым, так как атомарные частицы при химических превращениях неделимы и никуда не исчезают, а лишь переходят из одного вещества в другое. Суть химической реакции заключается в разрыве одних связей и образовании других связей. Так как эти процессы связаны с потреблением и производством энергии, то реакциям можно поставить знак равенства, если принять во внимание энергетические факторы, условия реакции и агрегатные состояния веществ.

Очень часто знак равенства, особенно в неорганических реакциях, ставится без учета необходимых факторов, что приводит к упрощению записи. При сопоставлении коэффициентов сначала сопоставляют количество атомов металлов, затем неметаллов, затем водорода и в последнюю очередь проверяют наличие кислорода.