質量保存の法則とは?
しつりょうほぞんのほうそく
「法則」の用語まとめを見る質量保存の法則とは、化学反応の前後で物質全体の質量の総和は変化しないという自然科学の基本法則です。
質量保存の法則とは、「化学反応において、反応前の物質の質量の総和と反応後の物質の質量の総和は等しい」という法則です。18世紀のフランスの化学者アントワーヌ・ラヴォアジエが、精密な実験によって確立したとされており、近代化学の基礎を築いた重要な法則のひとつです。
例えば、木が燃えると灰になって質量が減ったように見えますが、これは二酸化炭素や水蒸気などのガスが空気中に逃げているためです。密閉容器の中で燃焼を行うと、生成物を含めた総質量は反応前と変わりません。この「見えない気体も含めて考える」という視点がラヴォアジエの発見の核心でした。
質量保存の法則が成り立つ理由は、化学反応は原子の組み合わせが変わるだけで、原子そのものは新たに生まれたり消えたりしないからです。これを原子論と組み合わせると、化学反応式を「左辺と右辺の原子数が等しい」形でバランスよく書く「係数合わせ」の根拠になります。
なお、核反応(核分裂・核融合)では質量の一部がエネルギーに変換されるため、厳密には「質量とエネルギーの総量が保存される」というアインシュタインの式(E=mc²)が適用されます。化学反応の範囲では質量保存の法則は非常に高い精度で成り立ちます。
使い方・例文
鉄が空気中で錆びると質量が増えるのは、鉄が空気中の酸素と結合するためで、鉄と酸素の合計質量はさびの質量と等しくなります。化学の実験でビーカーに蓋をして反応させると、反応前後で総質量が変わらないことが確認できます。
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