מהו חוק שימור החומר?
חוק שימור החומר הוא הקובע כי בתוך מערכת סגורה, כמות החומר הלוקחת חלק בתגובה כימית קבועה.
אנו מבינים מערכת סגורה כסביבה המבודדת את הרכיבים המעורבים בתגובה מבחוץ, כגון מיכל אטום.
כאשר הטרנספורמציה מתבצעת בתהליך פיזי, לא נצפה שינוי בהמונים.
במילים אחרות, אם אנו ממלאים מיכל במים ומקפיאים אותם, כמות המים אינה עולה או פוחתת, אלא רק משנה את מצבה מנוזל למוצק.
התהליך אינו משנה את מסת המרכיבים המשתתפים בתגובה, אלא רק גורם לארגון חדש במבנהו. תהיה לנו אותה כמות של חומרים בהתחלה ובסוף התגובה הזו.
ההצהרה המתארת בצורה הטובה ביותר את מה שמניח בחוק זה:
"בטבע שום דבר לא נוצר או נהרס, הכל הופך" (א. לבואזיה, 1785)
חוק שימור החומר פותח במאה ה -18 בזכות שני מדענים, מיכאיל לומונוסוב ואנטואן לבואזיה, שהגיעו למסקנות דומות במקביל.
עובדות רבות בימינו מדגימות מה מקיים עקרון בסיסי זה של הכימיה.
דוגמאות לחוק שימור החומר
להלן מספר מצבים המאששים חוק זה:
פירוק הפרי
ההפחתה בגודל האוכל ככל שהוא משפיל היא מדהימה. עניין זה הופך לגזים המשתחררים לסביבה.
להמיס קרח
השארת כוס עם קרח בטמפרטורת החדר ממיסה את הקרח. כמות החומר שנותרה במיכל זהה, רק מצבו משתנה.
מים רותחים
גם רתיחת המים משמשת דוגמא, מכיוון שכאשר הם רותחים המים נצרכים והופכים לאדים שנותרים בסביבה.
חפצים חלודים
חפצים מתכתיים, לרוב ברזל, מחלידים עקב חשיפה לחמצן. החמצן מגיב עם המתכת ויוצר שכבת תחמוצת על פניו.
היווצרות מתחם
ביצירת מים שתי מולקולות מימן (2 ח ')2) מגיבים עם מולקולת חמצן (O2) מוליד שתי מולקולות מים (2H2אוֹ). כפי שאנו רואים בתמונה, המספר הכולל של האטומים בין המגיבים למוצרים אינו משתנה, ישנם ארבעה אטומי מימן ושני אטומי חמצן בכל צד של התגובה.
גילוי חוק שימור החומר
גילוי חוק זה מתרחש במאה ה -18 בשל הדאגה הקיימת בקהילה המדעית לאובדן חומר בתהליכים מסוימים כמו בעירה.
בשנת 1748 מיכאל לומונוסוב, חוקר מצטיין באמנויות ובמדעים שונים, גיבש את החוק הראשון.
"בתגובה כימית החומר נשמר, המסה ההתחלתית שווה למסה שהתקבלה" (מ 'לומונוסוב, 1748)
כעבור שנים, בשנת 1785, ניסח אנטואן לבואיזייה, עורך דין, כלכלן ומדען צרפתי, את החוק מחדש והוסיף ניואנסים חדשים.
"היסודות המשתתפים בתגובה כימית כל אחד מהם שומר על המסה שלו לאחר התגובה" (א. לבואזיה, 1785)
מסיבה זו חוק שמירת החומר מכונה גם חוק לומונוסוב-לבואזיה.
שני המדענים השתמשו, לראשונה, בשיטות למדידה ושקילה מדויקת, מה שהיה התקדמות חשובה לכימיה ותרם לגילוי חוקי היסוד שלה.
