قانون حفظ الكتلة: التعريف والتاريخ والقانون الأصوات

قانون حفظ الكتلة: التعريف والتاريخ وأصوات القانون وأمثلة من تجاربه - ماذا يقول قانون حفظ الكتلة ؟، بهذه المناسبة حول Knowledge.co.id سوف يناقشها وبالطبع حول الأشياء الأخرى التي تحيط بها أيضًا. دعنا نلقي نظرة على المناقشة في المقالة أدناه لفهمها بشكل أفضل

---

قانون حفظ الكتلة: التعريف والتاريخ وأصوات القانون وأمثلة من تجاربه

---

الكتلة هي مقياس لكمية المادة في الجسم. يُشار إلى الكتلة بواسطة m أو M. بينما الوزن هو مقياس لمقدار القوة المؤثرة على الكتلة بسبب التسارع بسبب الجاذبية. عادة ما يتم الإشارة إلى الوزن بواسطة W. الوزن مضروب في الكتلة في التسارع بسبب الجاذبية (جم).

قانون الحفاظ على الكتلة هو المبدأ القائل بأن كتلة المادة لا تتناقص أو تزداد أبدًا. هذا القانون مفيد جدًا للكيمياء الحديثة. يمكن أن يحدث قانون حفظ الكتلة إذا تم إجراء تفاعل كيميائي في مكان مغلق ولم يتم إطلاق أي تفاعل من المكان. بالإضافة إلى ذلك ، فإن المواد الموجودة في مكانها لا تزال في نفس الحالة ، سواء بعد حدوث تفاعل كيميائي أو قبله.

قبل الكيمياء الحديثة ، كانت النظرية التي طورها العلماء هي أن الماء سيصبح بقايا عند تسخينه باستمرار. يمكن أن يقصد هذا الحدث عندما يتحول الماء إلى تربة بسبب عملية التسخين المطولة. تقول نظرية أخرى أنه يمكن إزالة المواد من خلال سلسلة من العمليات.

ومع ذلك ، لا يتفق لافوازييه مع هذه النظرية. من خلال تجاربه أكد وجود نظرية أخرى. إحدى التجارب التي أجراها كانت تسخين الماء في وعاء. قبل تسخينه ، قام أولاً بوزن الماء ومكانه. يهدف هذا الوزن إلى تحديد الفرق في الوزن قبل وبعد التسخين. سيصبح هذا بيانًا إذا لم تؤثر النار على كتلة العنصر.

بعد التسخين ، يتم وزن الحاوية والماء مرة أخرى. يتناقص وزن وعاء الماء ، لكن وزن البقايا والماء يزدادان. في الواقع ، الزيادة في الماء والبقايا تساوي انخفاض وزن الوعاء. بصرف النظر عن هذه التجربة ، أجرى لافوازييه أيضًا تجربتين أخريين باستخدام الرصاص والزئبق. أكدت جميع التجارب الثلاثة أن كتلة الجسم هي نفسها دائمًا. هذا الاكتشاف يجعل Lovoisier معروفًا كأب الكيمياء الحديثة حتى يومنا هذا.

---

تاريخ قانون لافوازييه لحفظ الكتلة

من المعروف منذ زمن طويل أن حرق الأخشاب ينتج الفحم أو الرماد وهو أخف في الكتلة ، في حين أن المعدن يصبح أثقل بعد الصدأ أو بعد الاحتراق. ومع ذلك ، حتى منتصف القرن السابع عشر ، لم يتمكن العلماء من تفسير وجود تحولات جماعية في الاستجابات الكيميائية. كان هذا لأن مشاركة الهواء في الاستجابة لم تكن مفهومة بوضوح في ذلك الوقت.

• نظرية Phlogiston

جاءت الفكرة الأولية لنظرية phlogiston من يوهان يواكيم بيكر (1635 – 1682) الذي لفت الانتباه بعد ذلك جرج إرنست ستال (1660 – 1734). تنص نظرية فلوجستون أساسًا على ما يلي:

■ كل مادة تحتوي على مادة خفيفة تسمى اللاهوب مادة كيميائية

■ التفاعل الكيميائي هو نقل مادة الفلوجستون من مادة إلى أخرى.

أعطى بيكر وستال مثالاً على حرق معدن ، وستكون كتلته أثقل من كتلة المعدن الأولي. سيفقد المعدن phlogiston حتى يتحول إلى كالكس المعدني (تسمى الآن أكاسيد المعادن).

لاستعادة المعدن ، كالكس  يجب حرقه بالكربون الغني بالفلوجستون ، لأن مادة الفلوجستون الأصلية قد اختفت في الهواء. كالكس سوف تمتص الفلوجستون من الهواء بحيث تتحول إلى المعدن الأصلي.

• تجربة جوزيف بريستلي

اعتنق العلماء نظرية اللاهوب لمدة قرن تقريبًا. ثم في عام 1774 ، جوزيف بريستلي (1733 – 1804) من إنجلترا تجربة مع التدفئة كالكس الزئبق (أكسيد الزئبق) على شكل مسحوق أحمر. كالكس الزئبق يمكن تحويله مرة أخرى إلى زئبق معدني فقط عن طريق التسخين دون إضافة مادة غنية بالفلوجستون.

كالكس الزئبق  يتحلل إلى زئبق معدني و "هواء غريب" يختلف عن الهواء العادي. إذا تم وضع الجمر في "الهواء الغريب" ، فسوف يحترق أكثر إشراقًا. وفقا لبريستلي ، مسحوق كالكس الزئبق يمتص فلوجستون الهواء بحيث يتحول إلى زئبق معدني. نتيجة لذلك ، ينفد الهواء المحيط من phlogiston المسمى "هواء متطور”.

• تجربة أنتوني لوران لافوازييه

أنتوني لوران لافوازييه (1743 – 1794) في باريس ، فرنسا تعتبر "الفلوجستون" مادة خيالية لم يتم إثبات وجودها تجريبياً. وفقًا للافوازييه ، يجب أن تستخدم التجربة الكيميائية قياسات وحسابات كمية.

في عام 1779 ، كرر لافوازييه تجارب بريستلي بشكل أكثر شمولاً. قام بتسخين 530 جرامًا من الزئبق المعدني في حاوية متصلة بالهواء في أسطوانة قياس في نظام مغلق. تم تقليل حجم الهواء في الأسطوانة بمقدار 1/5 جزء ، بينما تغير معدن الزئبق إلى كالكس الزئبق (أكسيد الزئبق) بكتلة 572.5 جرام أو زيادة في الكتلة 42.4 جرام.

كان حجم الزيادة في الكتلة يساوي 1/5 من الهواء المفقود. لقد أدرك أن 1/5 الهواء كان عبارة عن "هواء بدون فلوجستون" والذي تم دمجه مع الزئبق المعدني ليشكل كالكس الزئبق. ثم أطلق لافوازييه على جزء الهواء اسم الأكسجين.

---

قانون لافوازييه لحفظ الكتلة

نجحت تجارب لافوازييه في إقناع أن نظرية اللاهوب قد فشلت. هذا لأنه ، في الكتلة قبل لافوازييه ، لم يتقن العلماء بعد مشاركة الغازات في الاستجابات الكيميائية. بعد ذلك اختفت نظرية اللاهوب بعد أن نشر أنطوني لوران لافوازييه كتابه بعنوان Traite Elementaire de Chemie.

في الرواية ، يجادل لافوازييه بأنه إذا تمت تجربة استجابة كيميائية في مكان مغلق ، فلن تكون كذلك هناك نتائج استجابة تخرج من المكان ، في الواقع كتلة المادة قبل الاستجابة وبعد الاستجابة هي دائما. يُعرف هذا باسم قانون حفظ الكتلة.

بعد الإبلاغ عن قانون حفظ الكتلة ، عُرف لافوازييه لاحقًا باسم أب الكيمياء الحديثة لأنه كان رجلاً الذين استخدموا المنهج العلمي لأول مرة في الكيمياء وأكدوا على أهمية الملاحظات الكمية في العلوم تجربة - قام بتجارب.

عادةً ما يحدث تناوب الوحدات التي نراها في الحياة اليومية في حاوية مفتوحة. إذا كانت الاستجابة على شكل غاز (كما في الورق المحترق) ، فإن كتلة المادة المتبقية تكون أصغر من الكتلة الأصلية. من ناحية أخرى ، إذا ارتبطت الاستجابة بشيء من بيئتها (مثل الأكسجين) ، فإن الاستجابة الناتجة ستكون أكبر من الكتلة الأصلية.

على سبيل المثال ، يكون رد فعل صدأ الحديد (الحديد يربط الأكسجين من الهواء) كما يلي:

يتفاعل الحديد الذي له كتلة معينة مع كمية معينة من الأكسجين في الهواء لتكوين أكسيد الحديد المركب الجديد أو الحديد.2ا3(ق) التي لها نفس الكتلة مثل الكتلة الأولية للحديد والأكسجين.

Fe (س) + يا2(ز) → الحديد2ا3(س)

---

مثال على قانون حفظ الكتلة

---

مثال السؤال 1

---

عند احتراق المغنيسيوم مع الأكسجين ، يتفاعل 1.52 جم من المغنيسيوم تمامًا مع 1.00 جم من الأكسجين. ما هو عدد جرامات الأكسجين اللازمة للتفاعل مع 12.2 جم من المغنيسيوم؟

إجابه:

المغنيسيوم + الأكسجين ← أكسيد المغنيسيوم
يتطلب 1.52 جم من المغنيسيوم 1.00 جم من الأكسجين. إذن ما هو مقدار الأكسجين المطلوب لـ 12.2 جم من المغنيسيوم:
(12.2 جم مغنيسيوم / 1.52 جم مغنيسيوم). 1.00 جم أكسجين = 8.03 جم أكسجين

---

مثال السؤال 2

---

يتم حرق الأسلاك النحاسية في موقد بنسن لتكوين أكسيد النحاس (CuO). معادلة التفاعل على النحو التالي.

---

مثال السؤال 3

---

يتفاعل عنصرا الهيدروجين والأكسجين لتكوين الماء (H2O) بنسبة 1: 8. إذا كانت كتلة الهيدروجين المتفاعلة تساوي 10 جرام ، احسب كتلة الماء الناتج.

---

مثال السؤال 4

---

بالنسبة لاحتراق المعادن في O2 بقيمة 1.52 جم من المعدن يتفاعل تمامًا مع 1.00 جم من O2. ما عدد جرامات O2 اللازمة للتفاعل مع 12.2 جم من المعدن؟

إجابه:

المعادن + O2 → المعادن CO2
يتطلب 1.52 جم من المعدن 1.00 جم من الأكسجين. إذن ، كم نحتاج إلى 12.2 جرام من O2 المعدنية بكمية:
(12.2 جرام معادن / 1.52 جرام معادن). 1.00 جرام أآسجين
العائد = 8.03 جم O2

---

مثال السؤال 5

---

في وعاء مغلق ، يتم حرق 4 جرام من معدن الكالسيوم باستخدام O2 ، مما ينتج الكالسيوم C02. إذا كانت كتلة الكالسيوم المنتجة من ثاني أكسيد الكربون 5.6 جرام ، فما كتلة O2 المطلوبة؟

إجابه:

م كالسيوم = 4 جرام
م CaO = 5.6 جرام

mO2 = ؟؟؟
وفقًا لقانون لافوازييه:
الكتلة قبل التفاعل = الكتلة بعد التفاعل

م Ca + م O 2 = م CaO

م O 2 = م CaO - م Ca
= (5.6 - 4.0) جرام
العائد = 1.6 جرام

---

مثال السؤال 6

---

في التفاعل بين المعادن المعدنية بقدر 10 جرام مع 6 جرام من O2 حسب معادلة التفاعل:

2 Mg (s) + O2 (g) ——–> 2 MgO (s)

اتضح أن التجربة أنتجت 15 جرامًا من ثاني أكسيد الكربون المعدني و 1 جرامًا من بقايا المعادن المعدنية ، فما مقدار كتلة O2 والكتلة المعدنية لمعادن CO2؟ (Ar Mg = 24 ، Ar O = 16)

إجابه:

كتلة O في MgO
= (Ar O) / (Mr MgO) x كتلة MgO
= 16/40 × 15 جرام
العائد = 6 جرام
اقرأ أيضًا: أمثلة على الغرويات

كتلة المغنيسيوم في MgO
= (Ar Mg) / (السيد MgO) x الكتلة MgO
= 24/40 × 15 جرام
العائد = 9 جرام

---

مثال السؤال 7

---

يتفاعل المعدن مع الكبريت ، والبيانات كالتالي. .

Fe + S → FeS

56 جرام 32 جرام 88 جرام

28 جرام 16 جرام 44 جرام

يمكن للكبريت المعدني أن يتفاعل 64 جرامًا لكل منهما ، ثم يحسب كتلة المعدن والكبريت اللذين يتفاعلان ، وكتلة FeS المتكونة وكتلة المادة المتبقية؟

إجابه:

الكتلة Fe: S: FeS = 56: 32: 88
64 جرام من S بعد التفاعل ، يكون الحديد المطلوب هو:
56/32 × 64 جرام = 112 جرامًا [مستحيل إذا كان هناك 64 جرامًا فقط].

هذا يعني أن المادة المتفاعلة هي Fe = 64 جرامًا

S المطلوب هو 32/56 × 64 جرام = 36.6 جرام
المتبقي S هو [64-36.6] جرام = 27.4 جرام
تشكل FeS = 88/56 × 64 جرام = 100.6 جرام

كتلة المادة بعد = كتلة FeS + المتبقي S
العائد = [100.6 + 27.4] جرام = 128 جرام

كتلة المادة قبل = كتلة Fe + S. الموجهة S.
العائد = [64 + 64] جرام = 128