Закон збереження маси в хімії. Відкриття закону

Закон збереження маси є основою для розрахунку фізичних процесів у всіх сферах людської діяльності. Його справедливість не заперечується ні фізики, ні хіміками, ні представниками інших наук. Цей закон, як суворий бухгалтер, стежить за дотриманням точної маси речовини до і після його взаємодії з іншими речовинами. Честь відкриття цього закону належить російському вченому М. В. Ломоносову.

Початкові уявлення про склад речовин

Будова речовини протягом багатьох століть залишалося таємницею для будь-якої людини. Різні гіпотези розбурхували вчені уми і посували мудреців на тривалі і безглузді суперечки. Один стверджував, що все складається з вогню, інший відстоював зовсім іншу точку зору. У масі теорій промайнула і була незаслужено забута теорія старогрецького мудреця Демокріта про те, що всі речовини складаються з крихітних, невидимих оці найдрібніших частинок речовини. Демокріт назвав їх «атомами», що означає «неподільні». На жаль, протягом цілих 23 століть його припущення було забуто.

Алхімія

В основному наукові дані середніх віків базувалися на різних забобонах і домислах. Виникає і широко поширюється алхімія, яка представляла собою звід скромних практичних знань, тісно присмачених найфантастичнішими теоріями. Наприклад, відомі уми того часу намагалися перетворити свинець на золото і знайти невідомий філософський камінь, зцілює від усіх хвороб. У процесі пошуків поступово накопичувався науковий досвід, що складається з багатьох непояснених реакцій хімічних елементів. Наприклад, було з'ясовано, що багато речовини, названі згодом простими, не розпадаються. Таким чином відродилася давня теорія про неподільних частинки матерії. Знадобився великий розум, щоб перетворити цей склад інформації в струнку і логічну теорію.

Теорія Ломоносова

Точним кількісним методом дослідження хімія зобов'язана російському вченому М. В. Ломоносову. За блискучі здібності і наполегливу працю він отримав звання професора хімії і став членом Російської академії наук. При ньому була організована перша в країні сучасна хімічна лабораторія, в якій і був відкритий знаменитий закон збереження маси речовин. У процесі вивчення перебігу хімічних реакцій Ломоносов зважував вихідні хімічні речовини і продукти, що з'явилися після проведення реакції. При цьому він відкрив і сформулював закон збереження маси речовини. У 17 столітті поняття маси часто плутали з терміном «вага». Тому маси речовин часто називали «вагами». Ломоносов визначив, що будова речовини знаходиться в прямій залежності від частинок, з яких воно побудовано. Якщо містить частинки одного сорту, то така речовина вчений називав простим. При різнорідному складі корпускул виходить складна речовина. Ці теоретичні дані дозволили Ломоносову сформулювати закон збереження маси.

Визначення закону

Після численних експериментів М. В. Ломоносов встановив закон, суть якого зводилася до наступного: вага речовин, які вступили в реакцію, дорівнює вазі речовин, які утворилися в результаті реакції. В російській науці цей постулат носить назву «Закон збереження маси речовин Ломоносова». Цей закон був сформульований в 1748 році, а самі точні експерименти з реакцією випалювання металів у запаяних судинах були проведені в 1756 році.

Досліди Лавуазьє

Європейська наука відкрила закон збереження маси після публікації опису робіт великого французького хіміка Антуана Лавуазьє. Цей учений сміливо використовував у своїх експериментах теоретичні уявлення та фізичні методи того часу, що дозволило йому розробити хімічну номенклатуру і створити реєстр всіх відомих на той час хімічних речовин. Своїми експериментами Лавуазьє довів, що в процесі будь-якої хімічної реакції дотримується закон збереження маси речовин, що вступають у з'єднання. Крім цього, він розширив поширення закону збереження на масу кожного з елементів, які брали участь у реакції в складі складних речовин. Таким чином, на питання, хто відкрив закон збереження маси речовин, можна відповісти двояко. М. В. Ломоносов першим провів експерименти, що наочно демонструють закон збереження, і підвів його під теоретичну базу. А. Лавуазьє у 1789 році незалежно від російського вченого самостійно відкриває закон збереження мас і поширює його принцип на всі елементи, що беруть участь в хімічній реакції.

Маса і енергія

У 1905 році великий А. Ейнштейн показав зв'язок між масою речовини і його енергією. Вона виражалася формулою: Рівняння Ейнштейна підтверджує закон збереження маси та енергії. Дана теорія стверджує, що всяка енергія має масу і зміна цієї енергії несе зміна маси тіла. Потенційна енергія будь-якого тіла дуже велика, і вивільнитися вона може лише в особливих умовах. Закон збереження маси справедливий для будь-яких тіл мікро - і макросвіту. Будь-яка хімічна реакція приймає участь у перетворенні внутрішньої енергії речовини. Тому при розрахунку маси речовин, що беруть участь у хімічних реакціях, потрібно було б враховувати приріст або убуток маси, спричинених виділенням або поглинанням енергії в даній реакції. Насправді в макросвіті цей ефект настільки незначний, що такі зміни можна не брати до уваги.