אנו מסבירים מהו חוק שימור החומר או חוק Lomonosov-Lavoisier. היסטוריה, תקדימים ודוגמאות.
חוק שימור החומר
חוק השימור של ה חוֹמֶר, ידוע גם כ חוק שימור המסה או סתם ככה חוק לומונוסוב-לבואזיה (לכבוד המדענים שהניחו זאת), זהו עיקרון של כִּימִיָה הקובע שחומר לא נוצר ולא נהרס במהלך א תגובה כימית, זה פשוט משתנה.
המשמעות היא שהכמויות של ה המונים המעורבים בתגובה נתונה חייבת להיות קבועה, כלומר, כמות המגיבים הנצרכים שווה לכמות המוצרים שנוצרו, גם אם הם עברו טרנספורמציה זה לזה.
עקרון יסוד זה של מדעי הטבע הונחה על ידי שני מדענים בו זמנית ובאופן עצמאי: מיכאיל לומונוסוב הרוסי ב-1748 ואנטואן לבואזיה הצרפתי ב-1785. מדהים שזה התרחש לפני גילוי ה- אָטוֹם וההנחה של תורת האטום, שבעזרתה קל הרבה יותר להסביר ולהמחיש את התופעה.
החריג לכלל הוא תגובות גרעיניות, שבהן ניתן להמיר מסה אֵנֶרְגִיָה ולהיפך.
יחד עם השוויון בין מסה לאנרגיה, חוק שימור החומר היה המפתח להבנת הכימיה בת זמננו.
רקע חוק שימור החומר
ה כִּימִיָה של אותן שנים הבנתי את תהליכים תגובה בצורה שונה מאוד מזו הנוכחית, ובמקרים מסוימים אף מאשרת את ההיפך ממה שהחוק הזה מציע.
במאה השבע עשרה רוברט בויל התנסה בחרטה מתכות לפני ואחרי שמאפשרים להם להתחמצן. מדען זה ייחס את השינוי במשקל של מתכות אלו לרווח של החומר, תוך התעלם מכך שהתחמוצת המתכתית שנוצרה הגיעה מהתגובה של המתכת עם החמצן של אוויר.
גילוי חוק שימור החומר
ה חוויות שהוביל את לבואזיה לגילוי העיקרון הזה קשור לאחד מתחומי העניין העיקריים של הכימיה באותה תקופה: שְׂרֵפָה. על ידי חימום מתכות שונות, הצרפתי גילה שהן צברו מסה בעת שריפה אם הן נותרו חשופות לאוויר, אך המסה שלהן נשארה זהה אם הן נמצאות במיכלים סגורים.
לפיכך, הוא הסיק שכמות המסה הנוספת הזו הגיעה מאיפשהו. הוא הציע, אם כן, את התיאוריה שלו שהמסה לא נוצרה, אלא נלקחה מהאוויר. לפיכך, בתנאים מבוקרים, ניתן למדוד את כמות המסה של הריאגנטים לפני תהליך כימי וכמות מסה שלאחר מכן, אשר בהכרח חייבת להיות זהה, אם כי טבעו של מוצרים.
דוגמה לחוק שימור החומר
דוגמה מושלמת לחוק זה היא הבעירה של פחמימנים, שבו אתה יכול לראות את לתדלק להישרף ו"להיעלם", כאשר במציאות הוא יהפוך לגזים ומים בלתי נראים.
לדוגמה, בעת שריפת מתאן (CH4) תהיה לנו התגובה הבאה, שתוצריה יהיו מים וגזים בלתי נראים, אך עם מספר זהה של אטומים כמו המגיבים: