Das Gesetz zur Erhaltung der Masse ist das Prinzip, das besagt, dass weder physikalische Transformation noch chemische Reaktionen Masse in einem isolierten System erzeugen oder zerstören. Nach diesem Prinzip müssen die Reaktanden und Produkte in einer chemischen Reaktion gleiche Massen haben. Daher muss die Summe der Massen von Wachs und Sauerstoff (Reaktanten) in einer chemischen Reaktion gleich der Menge der Massen von Kohlenstoff (IV) -oxid und Wasser (Produkten) sein. Das Massenerhaltungsgesetz ist wesentlich für Berechnungen, die die Bestimmung unbekannter Massen von Reaktanten und Produkten in einer gegebenen chemischen Reaktion beinhalten.
Geschichte des Gesetzes zur Erhaltung der Masse
Das Gesetz zur Erhaltung der Masse entstand aus dem Vorschlag eines alten Griechen, dass sich die Gesamtmenge der Materie im Universum nicht ändert. In 1789 bezeichnete Antoine Lavoisier das Gesetz der Erhaltung der Masse als das grundlegende Prinzip der Physik. Später änderte Einstein dieses Gesetz, indem er Energie in seine Beschreibung einbezog. Laut Einstein wurde das Gesetz zum Gesetz der Erhaltung der Massenenergie, das besagt, dass sich die Gesamtmasse und Energie in keinem gegebenen System ändert. Aus diesem Prinzip können Energie und Masse von einem zum anderen umgewandelt werden. Da jedoch der Energieverbrauch oder die Produktion in üblichen chemischen Reaktionen eine vernachlässigbare Menge an Masse ausmachen, ist das Massenerhaltungsgesetz immer noch ein grundlegendes Konzept in der Chemie.
Chemische Reaktionen und das Gesetz der Erhaltung der Masse
Das Massenerhaltungsgesetz bietet die Visualisierung, dass chemische Reaktionen die Reorganisation von Atomen und Bindungen der Reaktanten zu verschiedenen Anordnungen in den Produkten beinhalten. Somit ändert sich die Anzahl der Atome in dem Prozess nicht. Außerdem sind Atome einer bestimmten Materie identisch; daher würde eine Neuanordnung sie die Masse der Sache nicht verändern. Die Visualisierung ist eine wesentliche Voraussetzung für die Darstellung chemischer Reaktionen unter Verwendung ausgewogener chemischer Gleichungen.
In diesen Gleichungen haben Elemente, die an der Reaktion beteiligt sind, eine gleiche Anzahl von Molen auf der linken Seite und der rechten Seite der Gleichung. Daher wäre man in der Lage, die Menge irgendeiner Substanz zu bestimmen, die erforderlich ist, um eine spezifizierte Menge eines Produkts zu erzeugen. Darüber hinaus ist das Massenerhaltungsgesetz wesentlich für die Bestimmung der Massen von Gasen in chemischen Reaktionen, da diese in den meisten Fällen nicht gemessen werden können. Bei einer Reaktion, die Feststoffe, Flüssigkeiten oder Gase als Produkte oder Reaktanten beinhaltet, hilft daher die Kenntnis der Feststoff- und Flüssigkeitsmassen bei der Bestimmung der Gasmasse, da die verbleibende Masse gerade diesem zugeordnet wird.
Ein reales Beispiel
Ein typisches Szenario, das die Verwendung des Massenerhaltungsgesetzes beinhaltet, ist das Schmelzen eines Eiswürfels von zehn Gramm an einem heißen Tag. Der Eiswürfel würde seine Zustände von fest zu flüssig ändern und schließlich zu Dampf werden. Die Masse des Behälters, der den Eiswürfel enthielt, würde konstant bleiben, und die Masse des Wassers in diesem System würde sich nicht ändern, selbst wenn es vollständig verdampft.
