5.1: The Law of Conservation of Matter

Law of Mass

この法則によると、いかなる物理的または化学的変化の間も、生成物の合計質量は反応物の合計質量に等しいままです。

別の表現では、 “In a chemical reaction, matter is neither created or destroyed” (化学反応では、物質は生成されず破壊されません)。 質量保存の法則は「物質不滅の法則」とも呼ばれます。

例 ╱︎10gの╱︎を加熱すると、4.4gの♪(ce{CO2})と5.6gの♪(ce{CaO})ができる場合、これらの観察結果は質量保存の法則と一致することを示す。

炭酸カルシウム(CaCO3)サンプル。 (Public Domain; Walkerma).

溶液

  • Mass of the reactants, \(\ce{CaCO3}) : \Ȃ(10Ȃ,g)Ȃ
  • Mass of the products, \(\ce{CO2}) and \(Ȃce{CaO}): \(4.4 ㎛, g+ 5.6 ㎛, g = 10 ㎛)

反応物の質量=生成物の質量なので、質量保存則に合致しています

化学ではどうでしょうか? どのような化学変化においても、1つ以上の初期物質が異なる物質または物質に変化する。 すべての物質は原子で構成されているので、初期物質と最終物質はどちらも原子で構成されている。 物質保存の法則によれば、物質は生成も破壊もされないので、化学変化後も化学変化前と同じ数と種類の原子がなければならない。

燃焼は物質を破壊するように見えるかもしれないが、キャンプファイヤーの後にも以前と同じ量、つまり質量で物質が存在し続ける。 図5.1.1は、木材が燃えると酸素と結合して灰になるだけでなく、二酸化炭素と水蒸気に変化することを示している。 この気体は空気中に浮遊し、灰だけが残る。 もし、燃える前の木材の質量と、燃えた後の灰の質量を測っていたとします。 また、火で使われた酸素と火で発生した気体も測定できたとします。 するとどうでしょう。 火事の後の物質の総質量は、火事の前の物質の総質量と同じになります。

図5. 燃焼は化学的プロセスである。 燃料が燃焼(燃焼)した結果、炎が発生する。 Images used with permission (CC BY-SA 2.5; Einar Helland Berger for fire and for ash).

演習(㊦PageIndex{1})

  1. 物質保存則とは?
  2. 化学には物質保存則はどう適用されているか?

Answer a:

物質保存の法則は、物質の移動に対して閉じている任意のシステムにおいて、システム内の物質の量は一定であると述べている

Answer b:

物質保存の法則は、化学反応において、生成物の合計質量は反応物の合計質量と等しくなければならないと述べている

Answer b:

物質保存の法則は、反応物において、生成物の合計質量は反応物の合計質量と等しくなければならないと述べている

Answer f:

物質の移動に対して閉じている特定のシステムでは、システムの物質量は一定であると述べている。

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