Massan säilymislaki
Tämän lain mukaan missä tahansa fysikaalisessa tai kemiallisessa muutoksessa tuotteiden kokonaismassa pysyy yhtä suurena kuin reagoivien aineiden kokonaismassa.
\
Toinen tapa sanoa tämä on: ”Kemiallisessa reaktiossa ainetta ei synny eikä tuhoudu”. Massan säilymislaki tunnetaan myös nimellä ”aineen tuhoutumattomuuden laki.”
Esimerkki \(\PageIndex{1}\)
Jos kuumentamalla 10 grammaa \(\ce{CaCO3}\) saadaan 4.4 g \(\ce{CO2}\) ja 5,6 g \(\ce{CaO}\), osoitetaan, että nämä havainnot ovat sopusoinnussa massan säilymislain kanssa.
Näyte kalsiumkarbonaattia (CaCO3). (Public Domain; Walkerma).
Liuos
- Reaktanttien massa, \(\ce{CaCO3}\) : \(10 \,g\)
- Tuotteiden massa, \(\ce{CO2}\) ja \(\ce{CaO}\): \(4.4 \,g+ 5.6\, g = 10\, g\).
Koska reaktanttien massa = tuotteiden massa, havainnot ovat sopusoinnussa massan säilymislain kanssa.
Mitä tämä tarkoittaa kemian kannalta? Kaikissa kemiallisissa muutoksissa yksi tai useampi lähtöaine muuttuu eri aineeksi tai aineiksi. Sekä alku- että loppuaineet koostuvat atomeista, koska kaikki aine koostuu atomeista. Aineen säilymislain mukaan ainetta ei synny eikä tuhoudu, joten meillä on oltava kemiallisen muutoksen jälkeen sama määrä ja laji atomeja kuin ennen kemiallista muutosta.
Voi tuntua siltä, että polttaminen tuhoaa ainetta, mutta leirinuotion jälkeen on edelleen sama määrä eli massa ainetta kuin ennenkin. Kuvasta 5.1.1 nähdään, että kun puu palaa, se yhdistyy hapen kanssa ja muuttuu tuhkan lisäksi hiilidioksidiksi ja vesihöyryksi. Kaasut leijuvat ilmaan, ja jäljelle jää vain tuhka. Oletetaan, että olisimme mitanneet puun massan ennen sen palamista ja tuhkan massan palamisen jälkeen. Oletetaan myös, että olisimme voineet mitata tulen käyttämän hapen ja tulen tuottamat kaasut. Mitä olisimme havainneet? Aineen kokonaismassa palon jälkeen olisi sama kuin aineen kokonaismassa ennen paloa.
Harjoitustehtävä \(\PageIndex{1}\)
- Mikä on aineen säilymislaki?
- Miten aineen säilymislaki soveltuu kemiaan?
Vastaa a:
Aineen säilymislaki sanoo, että missä tahansa systeemissä, joka on suljettu aineen siirtymiselle, systeemissä olevan aineen määrä pysyy vakiona
Vastaus b:
Aineen säilymislaki sanoo, että kemiallisissa reaktioissa tuotteiden kokonaismassan on oltava yhtä suuri kuin reagoivien aineiden kokonaismassan
.