Was ist das Gesetz der Massenerhaltung?
Das Gesetz der Massenerhaltung ist das Prinzip, das besagt, dass weder physikalische Transformation noch chemische Reaktionen in einem isolierten System Masse erzeugen oder zerstören. Nach diesem Prinzip müssen die Reaktanten und Produkte einer chemischen Reaktion gleiche Massen aufweisen. Daher muss die Summe der Massen von Wachs und Sauerstoff (Reaktanten) bei einer chemischen Reaktion gleich der Menge der Massen von Kohlenstoff (IV) oxid und Wasser (Produkten) sein. Das Gesetz der Massenerhaltung ist wesentlich für Berechnungen, bei denen unbekannte Massen von Reaktanten und Produkten bei einer bestimmten chemischen Reaktion bestimmt werden.
Geschichte des Massenerhaltungsgesetzes
Das Gesetz der Massenerhaltung geht auf den Vorschlag eines alten Griechen zurück, dass sich die Gesamtmenge der Materie im Universum nicht ändert. Antoine Lavoisier bezeichnete das Massenerhaltungsgesetz 1789 als das Grundprinzip der Physik. Einstein änderte dieses Gesetz später, indem er Energie in seine Beschreibung einbezog. Nach Einstein wurde das Gesetz zum Gesetz der Erhaltung der Massenenergie, das besagt, dass sich die Gesamtmasse und die Gesamtenergie in keinem gegebenen System ändern. Nach diesem Prinzip können Energie und Masse von einem zum anderen umgewandelt werden. Da der Energieverbrauch oder die Energieerzeugung bei üblichen chemischen Reaktionen eine vernachlässigbare Menge an Masse ausmacht, ist das Massenerhaltungsgesetz dennoch ein grundlegendes Konzept in der Chemie.
Chemische Reaktionen und das Massenerhaltungsgesetz
Das Gesetz der Massenerhaltung liefert die Visualisierung, dass chemische Reaktionen die Reorganisation von Atomen und Bindungen der Reaktanten zu unterschiedlichen Anordnungen in den Produkten beinhalten. Somit ändert sich die Anzahl der Atome im Prozess nicht. Außerdem sind Atome einer gegebenen Materie identisch; Daher würde eine Neuanordnung die Masse der Materie nicht verändern. Die Visualisierung ist eine wesentliche Voraussetzung für die Darstellung chemischer Reaktionen unter Verwendung ausgewogener chemischer Gleichungen.
In diesen Gleichungen haben die an der Reaktion beteiligten Elemente auf der linken und rechten Seite der Gleichung die gleiche Anzahl von Molen. Daher wäre es möglich, die Menge eines Stoffes zu bestimmen, die zur Herstellung einer bestimmten Menge eines Produkts erforderlich ist. Darüber hinaus ist das Massenerhaltungsgesetz für die Bestimmung der Massen von Gasen bei chemischen Reaktionen von wesentlicher Bedeutung, da sie in den meisten Fällen nicht gemessen werden können. Daher hilft bei einer Reaktion, bei der Feststoffe, Flüssigkeiten oder Gase als Produkte oder Reaktanten verwendet werden, die Kenntnis der Massen von Feststoffen und Flüssigkeiten bei der Bestimmung der Gasmasse, da die verbleibende Masse nur dieser zugeordnet wird.
Ein reales Beispiel
Ein typisches Szenario, in dem das Massenerhaltungsgesetz angewendet wird, ist das Schmelzen eines Eiswürfels von zehn Gramm an einem heißen Tag. Der Eiswürfel würde seinen Zustand von fest nach 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 auch nach dem vollständigen Verdampfen nicht ändern.
