In diesem Artikel wird erklärt, was das Gesetz zur Erhaltung der Materie ist und was es sagt. Sie finden die Erklärung des Gesetzes zur Erhaltung der Materie, Beispiele für Gesetze, wer als Erster das Gesetz zur Erhaltung der Materie aufgestellt hat und wofür es verwendet wird.
Was ist das Gesetz zur Erhaltung der Materie?
Das Gesetz der Stofferhaltung besagt, dass die Masse der Reaktanten der chemischen Reaktion gleich der in ihnen enthaltenen Masse ist. Produkte.
Der Erhaltungssatz der Materie wird auch als Massenerhaltungssatz oder Lomonossov-Lavoisier-Gesetz bezeichnet.
Daher bedeutet das Gesetz der Erhaltung der Materie, dass Masse weder erzeugt noch zerstört, sondern umgewandelt werden kann. Beispielsweise können zwei verschiedene Moleküle A und B chemisch reagieren und zu den Molekülen C und D werden, aber die Summe der Massen der Reaktanten A und B entspricht der Gesamtmasse der Produkte C plus D.
Somit ist das Gesetz zur Erhaltung der Materie analog zum Gesetz zur Erhaltung der Energie, das besagt, dass Energie weder erzeugt noch zerstört, sondern nur umgewandelt wird.
Beispiele für das Gesetz der Erhaltung der Materie
Im Hinblick auf die Definition des Gesetzes zur Erhaltung der Materie werden im Folgenden einige Beispiele dieses wissenschaftlichen Gesetzes vorgestellt.
Verbrennungsreaktion
Die Verbrennungsreaktion ist eine exotherme chemische Reaktion, bei der ein Material, das normalerweise aus Kohlenstoff und Wasserstoff besteht, mit Sauerstoff zu Kohlendioxid und Wasser reagiert.
Die Verbrennungsreaktion von Propan läuft beispielsweise wie folgt ab:
Wie Sie sehen können, wird in diesem Beispiel das Gesetz der Erhaltung der Materie beachtet, da die Anzahl der Moleküle von Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H) und Sauerstoff (O) in den Reaktanten und Produkten gleich ist. Dies bedeutet, dass die Masse der Reaktanten in der chemischen Reaktion der Masse der Produkte entspricht.
Oxidationsreaktion
Die Oxidationsreaktion ist eine chemische Reaktion, bei der Sauerstoff eingreift, um neue Stoffe zu erhalten.
Die Oxidationsreaktion von Aluminium ist beispielsweise:
In den Reaktanten gibt es 4 Aluminiumatome und 6 Sauerstoffatome (3×2=6), und in den Produkten haben wir 2 Moleküle Al 2 O 3 , was bedeutet, dass es 4 Aluminiumatome gibt (2×2 =4) und 6 Sauerstoffatome (2 × 3 = 6). Es liegt also in den Reaktanten und in den Reaktionsprodukten die gleiche Materie vor, womit das Gesetz der Erhaltung der Materie verifiziert ist.
Fluorwasserstoffsäure
Die chemische Reaktion von Flusssäure ist sehr nützlich, um das Gesetz der Materieerhaltung zu demonstrieren. Bei dieser Reaktion verbindet sich Fluor mit Wasserstoff zu Flusssäure:
Wie Sie sehen können, haben wir in den Reaktanten zwei Fluoratome (F) sowie zwei Wasserstoffatome (H) und in den Produkten zwei HF-Moleküle. Das Prinzip der Stofferhaltung wird somit eingehalten, da an den Reaktanten und den Produkten gleich viele F- und H-Atome beteiligt sind.
Wer hat das Gesetz zur Erhaltung der Materie entdeckt?
In diesem Abschnitt werfen wir einen Blick auf die Geschichte des Gesetzes zur Erhaltung der Materie, da es nicht von einem einzelnen Wissenschaftler geschaffen wurde, sondern im Laufe der Jahre von mehreren Menschen entdeckt wurde.
Bereits im 6. Jahrhundert v. Chr. existierte die Vorstellung vom Prinzip der Erhaltung der Materie, da man glaubte, dass das Universum und seine Bestandteile wie die Materie weder erschaffen noch zerstört werden könnten. Tatsächlich glaubte man im antiken Griechenland, dass „nichts aus nichts entsteht“, das heißt, dass alle Materie existieren kann, wenn sie vorher nicht existiert hat. Das Gesetz konnte jedoch nicht wissenschaftlich bewiesen werden.
Das Problem bestand bis ins 17. Jahrhundert, als der Chemiker Robert Boyle Verbrennungsreaktionen untersuchte und Ungleichgewichte in der Masse beobachtete. Der Wissenschaftler wog die Reaktanten und Produkte aus verschiedenen Oxidationsreaktionen, aber die Produkte wogen mehr als die Reaktanten. Dies bedeutete, dass das Postulat der Energieerhaltung falsch war.
Doch Antoine Lavoisier zeigte später im 17. Jahrhundert, dass Materialien an Masse zunehmen, weil auch Luft an der Reaktion beteiligt ist. Wenn wir also die Masse der Luft berücksichtigen, bleibt die Materie erhalten, da die Masse vor und nach der chemischen Reaktion identisch war.
Es ist anzumerken, dass im selben Jahrhundert, aber vor Lavoisier, der Russe Michail Lomonossow als erster das Gesetz der Erhaltung der Materie aufstellte, aber es war Lavoisier, der Boyles Idee widerlegte und das Gesetz populär machte. Aus diesem Grund wird diese Regel auch als Lomonossov-Lavoisier-Gesetz bezeichnet.
Weitere Anwendungen des Gesetzes zur Erhaltung der Materie
Wie Sie im Laufe des Artikels feststellen konnten, wird der Erhaltungssatz der Materie hauptsächlich in der Chemie zur Untersuchung von Reaktionen verwendet. Es gibt jedoch auch andere wissenschaftliche Anwendungen.
Das Gesetz der Erhaltung der Materie wird in der Fluiddynamik verwendet, denn wenn sich die Masse eines Körpers im Laufe der Zeit nicht ändert, bedeutet dies, dass der Massendurchfluss am Eingang einer volumetrischen Steuerung mit dem Massendurchfluss am Ausgang identisch sein muss. Mit anderen Worten: Es kommt zu keiner Massenanhäufung im Studiensystem.
Es muss berücksichtigt werden, dass der Erhaltungssatz der Materie eine sehr nützliche Ausnahme für die Energieerzeugung hat. Bei Kernreaktionen gibt es einen Massenunterschied zwischen den Reaktanten und den Produkten, das Gesetz der Materieerhaltung wird daher nicht eingehalten. Die positive Seite ist, dass dieses Ungleichgewicht der Massen dazu dient, Materie in Energie umzuwandeln.