การทำความเข้าใจกฎการอนุรักษ์มวล

ในช่วงต้นศตวรรษที่ 17 นักวิทยาศาสตร์จากรัสเซียชื่อ Mikhail Lomonosov ได้เผยแพร่ผลการวิจัยของเขาเกี่ยวกับการอนุรักษ์มวล จากนั้นในปี 1789 นักเคมีชาวฝรั่งเศสชื่อ Antoune Laurent Lavoisier ได้ปรับปรุงทฤษฎีใหม่และประสบความสำเร็จในการกำหนดทฤษฎีนี้ ด้วยเหตุนี้กฎการอนุรักษ์มวลจึงเรียกอีกอย่างหนึ่งว่ากฎหมายโลโมโนซอฟ - ลาวัวซิเยร์

กฎการอนุรักษ์มวลใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาต่างๆเช่นเคมีวิศวกรรมเคมีกลศาสตร์และพลศาสตร์ของไหล ในแง่หนึ่งกฎนี้เป็นกฎที่ระบุว่ามวลของระบบปิดจะคงที่แม้ว่ากระบวนการต่างๆจะเกิดขึ้นในระบบ (ในระบบปิดมวลของสารก่อนและหลังปฏิกิริยาจะเท่ากัน (ค่าคงที่)

ข้อความที่ใช้โดยทั่วไปเพื่อแสดงกฎการอนุรักษ์มวลคือมวลสามารถเปลี่ยนรูปร่างได้ แต่ไม่สามารถสร้างหรือทำลายได้ ดังนั้นในทุกปฏิกิริยาเคมีมวลรวมของสารตั้งต้นจะเท่ากับมวลรวมของผลิตภัณฑ์

ก่อนหน้านี้เป็นเรื่องยากที่จะเข้าใจถึงการอนุรักษ์มวลเนื่องจากแรงลอยตัว (แรงลอยตัว) ของชั้นบรรยากาศโลก เมื่อเข้าใจพลังนี้แล้วกฎแห่งการอนุรักษ์มวลก็กลายเป็นกุญแจสำคัญในการเปลี่ยนการเล่นแร่แปรธาตุเป็นเคมีสมัยใหม่

เมื่อนักวิทยาศาสตร์เข้าใจว่าสารประกอบจะไม่สูญหายไปเมื่อวัดได้พวกเขาจึงเริ่มทำการศึกษาเชิงปริมาณเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของสารประกอบ การศึกษานี้นำไปสู่แนวคิดที่ว่ากระบวนการทางเคมีและการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดเกิดขึ้นในมวลคงที่ของแต่ละองค์ประกอบ

(อ่านเพิ่มเติม: การทำความเข้าใจกฎของ Hess เกี่ยวกับการเพิ่มความร้อนคงที่)

ในการวิจัยของเขา Antoine Laurent Laovoisler ดำเนินกระบวนการเผาไหม้ของสารหลายชนิด ในการทดลองกระบวนการทำปฏิกิริยาระหว่างปรอท (โลหะเหลวสีขาวเงิน) กับออกซิเจนได้กลายเป็นออกไซด์ของปรอทแดง

ถ้าปรอทออกไซด์ถูกทำให้ร้อนสารประกอบจะแตกตัวเพื่อให้ปริมาณปรอทเหลวและก๊าซออกซิเจนเท่าเดิม เพื่อให้กฎการอนุรักษ์มวลถูกเรียกใช้ซึ่งระบุว่ามวลรวมของสารก่อนเกิดปฏิกิริยาจะเท่ากับมวลรวมของสารอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยา

ดังนั้นหากใช้กฎการอนุรักษ์มวลในปฏิกิริยาเคมีหมายความว่าจำนวนของสารที่คล้ายคลึงกันในปฏิกิริยาเคมีจะต้องเท่ากัน ดังนั้นมวลของสารทางด้านซ้ายและมวลของสารทางด้านขวาจึงเท่ากัน เพื่อให้สามารถยกตัวอย่างปฏิกิริยานี้ได้ดังนี้

C + O2 = CO2

12 ก. 32 ก. 44 กก

มวลรวมของสารตั้งต้น = 12 กรัม + 32 กรัม = 44 กรัม

มวลรวมของสารตั้งต้น = มวลรวมของผลิตภัณฑ์