质量守恒定律是自然界的基本定律之一。参加化学反应的各物质的质量总和,等于反应后生成的各物质质量总和。这个规律就是质量守恒定律。
1,发现历程:
1756 年,俄国化学家罗蒙诺索夫把锡放在密闭的容器里煅烧,发现反应前后容器和容器里的物质的总质量没有发生变化,经过反复实验都得到同样结果,于是他认为在化学变化中物质的质量是守恒的,但当时这一发现未引起关注。
1777 年,法国的拉瓦锡做了同样的实验,也得出相同结论,此后该定律才获得公认。后来不断有科学家用更精确的方法证明这一定律,如 1908 年德国化学家朗道耳特及 1912 年英国化学家曼莱做了高精度实验,进一步验证了质量守恒定律。
2,微观解释:化学反应的过程是参加反应的各物质的分子被破坏,原子重新组合成为各个生成物的过程。在反应前后,原子的种类不会改变,原子的数目没有增减,原子的质量也没有变化,所以化学反应前后各物质的质量总和必然相等。
3,适用范围:质量守恒定律只适用于化学变化,不适用于物理变化。例如,把 2g 水加热变成 2g 水蒸气,这是物理变化,不能用质量守恒定律来解释;而在所有的化学反应中,只要是在封闭系统内进行,都遵循质量守恒定律。
4,定律的发展:20 世纪初以来,发现高速运动物体的质量随其运动速度而变化,且实物和场可以互相转化。爱因斯坦提出狭义相对论和质能关系也说明物质可以转变为辐射能,辐射能也可以转变为物质。不过在化学反应中,质量的变化非常微小,从实用观点来看,质量守恒定律仍然是完全正确的。但在核反应等过程中,质量和能量的转化更为明显,此时需要用质能守恒定律来描述。