물질 보존의 법칙은 무엇을 말하는가? (예)

이 기사에서는 물질 보존 법칙이 무엇인지, 그리고 그것이 말하는 내용을 설명합니다. 물질 보존 법칙에 대한 설명, 법칙의 예, 물질 보존 법칙을 최초로 확립한 사람 및 그 용도를 확인할 수 있습니다.

물질 보존의 법칙은 무엇입니까?

물질 보존의 법칙은 화학 반응의 반응물의 질량이 그 반응물에서 얻은 질량과 같다고 명시합니다. 제품.

물질 보존의 법칙은 질량 보존의 법칙 또는 로모노소프-라부아지에의 법칙 으로도 알려져 있습니다.

따라서 물질 보존의 법칙은 질량이 생성되거나 파괴될 수 없고 변형될 수 있음을 의미합니다. 예를 들어, 두 개의 서로 다른 분자 A와 B가 화학적으로 반응하여 분자 C와 D가 될 수 있지만, 반응물 A와 B의 질량의 합은 생성물 C와 D의 총 질량과 동일합니다.

따라서 물질 보존 법칙은 에너지 보존 법칙과 유사합니다. 즉, 에너지는 생성되거나 소멸되지 않고 단지 변형될 뿐이라는 것입니다.

물질 보존 법칙의 예

물질 보존 법칙의 정의를 고려하여 이 과학 법칙의 몇 가지 예가 아래에 제시되어 있습니다.

연소 반응

연소 반응은 일반적으로 탄소와 수소로 구성된 물질이 산소와 반응하여 이산화탄소와 물을 생성하는 발열 화학 반응입니다.

예를 들어, 프로판 연소 반응은 다음과 같습니다.

$C_3H_8+5O_2 \ \longrightarrow \ 3CO_2+4H_2O$

보시다시피, 이 예에서는 반응물과 생성물의 탄소(C), 수소(H), 산소(O)의 분자 수가 동일하기 때문에 물질 보존의 법칙이 존중됩니다. 이는 화학 반응에서 반응물의 질량이 생성물의 질량과 동일하다는 것을 의미합니다.

산화 반응

산화반응은 산소가 개입하여 새로운 물질을 얻는 화학반응이다.

예를 들어, 알루미늄의 산화 반응은 다음과 같습니다.

$4Al+3O_2 \ \longrightarrow \ 2Al_2O_3$

반응물에는 4개의 알루미늄 원자와 6개의 산소 원자(3×2=6)가 있고, 생성물에는 2개의 Al ₂ O ₃ 분자가 있습니다. 이는 4개의 알루미늄 원자(2×2 =4)와 6개의 산소 원자(2 × 3 = 6). 따라서 반응물과 반응의 생성물에는 동일한 물질이 있으며, 결론적으로 물질 보존의 법칙이 입증됩니다.

불산

불산의 화학반응은 물질 보존의 법칙을 증명하는 데 매우 유용합니다. 이 반응에서 불소는 수소와 결합하여 불화수소산을 형성합니다.

$F_2+H_2\ \longrightarrow \ 2HF$

보시다시피, 반응물에는 두 개의 불소(F) 원자와 두 개의 수소(H) 원자가 있고, 생성물에는 두 개의 HF 분자가 있습니다. 따라서 반응물과 생성물에는 동일한 수의 F와 H 원자가 포함되어 있기 때문에 물질 보존의 원리가 존중됩니다.

물질 보존의 법칙을 발견한 사람은 누구입니까?

이 섹션에서는 물질 보존 법칙의 역사를 검토할 것입니다. 왜냐하면 이 법칙은 한 명의 과학자가 창안한 것이 아니라 수년에 걸쳐 여러 사람에 의해 발견되었기 때문입니다.

기원전 6세기에는 이미 물질보존의 원리라는 개념이 존재했는데, 이는 우주와 물질을 비롯한 그 구성요소는 생성될 수도 없고 소멸될 수도 없다고 믿었기 때문이다. 사실, 고대 그리스에서는 “무에서 아무것도 발생하지 않는다”고 믿었습니다. 즉, 모든 물질이 이전에 존재하지 않았다면 존재할 수 있다는 것입니다. 그러나 그 법칙은 과학적으로 증명될 수 없었다.

이 문제는 화학자 로버트 보일(Robert Boyle)이 연소 반응을 연구하고 질량의 불균형을 관찰한 17세기까지 지속되었습니다. 과학자는 다양한 산화 반응에서 얻은 반응물과 생성물의 무게를 측정했지만 생성물의 무게가 반응물보다 더 컸습니다. 이는 에너지 보존 가정이 틀렸다는 것을 의미합니다.

그러나 나중에 Antoine Lavoisier는 17세기에 공기도 반응에 관여하기 때문에 물질이 질량을 얻게 된다는 사실을 보여주었습니다. 따라서 공기의 질량을 고려하면 화학반응 전후의 질량이 동일하므로 물질은 보존된다.

같은 세기에 라부아지에 이전에는 러시아의 미하일 로모노소프(Mikhail Lomonosov)가 최초로 물질 보존 법칙을 언급했지만 보일의 생각을 반박하고 이 법칙을 대중화한 사람은 라부아지에였습니다. 이것이 바로 이 규칙을 로모노소프-라부아지에 법칙이라고도 부르는 이유입니다.

물질 보존 법칙의 더 많은 적용

기사 전체에서 확인할 수 있듯이 물질 보존 법칙은 주로 화학에서 반응을 연구하는 데 사용됩니다. 그러나 다른 과학적 응용도 있습니다.

물체의 질량이 시간이 지나도 변하지 않는다면 이는 체적 제어 장치 입구의 질량 유량이 출구의 질량 유량과 동일해야 함을 의미하기 때문에 물질 보존의 법칙은 유체 역학에서 사용됩니다. 즉, 연구 시스템에는 질량이 축적되지 않습니다.

$\dot{m}_{input}=\dot{m}_{output}$

물질 보존 법칙에는 에너지 생성에 매우 유용한 예외가 있다는 점을 고려해야 합니다. 핵반응에서는 반응물과 생성물 사이에 질량 차이가 있으므로 물질 보존 법칙이 존중되지 않습니다. 긍정적인 측면은 이러한 질량의 불균형이 물질을 에너지로 변환시키는 역할을 한다는 것입니다.