質量保存の法則

提供:ウィキバーシティ
ナビゲーションに移動 検索に移動

質量保存の法則は、化学反応において、反応前の物質の全質量と、反応後に生成した物質の全質量とは等しいという法則。質量不変の法則ともよばれる。1774年、フランスのラボアジエによって発見された。

概要[編集]

化学的理論[編集]

歴史的には、化学反応というのは、初めにあった物質が、その構成要素(原子)が組み換えを行い、姿・形を変えた新物質をつくることであり、けっして無から有を生ずるものではないことを明らかにしたことに意味がある。今日では、全宇宙的にみて質量保存の法則が成り立つと拡張してもよい。有限の資源をどのように有効に用いるかという理論の基盤である。

歴史・概要[編集]

 この理論は、1908年にドイツのランドルト、1909年にハンガリーのエートベシュによって厳密に検討され確立した。しかし、ドイツのA・アインシュタインは、相対性理論のなかで、エネルギーが質量と結び付くことをE=mc2の形で明らかにしたので、質量保存の法則は、エネルギーの出入りも考慮しなければならない。しかし化学反応においては、エネルギーの出入量は全質量に対して無視できるほど小さく、この法則が成立すると考えてよい。事実、ランドルトの実験で、質量変化が2×10-7~10-8の誤差範囲で成立することが示されている。「保存」の概念は、対象として考えている「系」を設定しなければならない。化学反応を行う場合には、一定量の物質を一定の器具の中で反応させており、質量に着目する場合、器具外の物質を考慮に入れてはならない。この場合「一定の器具」が「系」にあたり、たとえばフラスコがそれにあたる。もし、机の上にあるごみが混入したら、質量保存が成り立たないことは自明である。したがって、全宇宙的に保存の概念を考えるのは、系が大きいだけに、種々の議論をよぶことになる。