Anar al contingut

Llei de conservació de la matèria

De L'Enciclopèdia, la wikipedia en valencià
Archiu:Lavoisier, Antoine Laurent de (1743-1794) CIPB1171.jpg
Llei de conservació de la matèria

Llei de conservació de la matèria, llei de conservació de la massa o llei de Lavoisier és una llei fonamental de les ciències.[1][2][3][4] Va ser enunciada per Lomonósov en 1748 i demostrada uns anys despuix per Antoine Lavoisier en 1785.[5] Es pot enunciar de la següent manera:[3]

«En un sistema aïllat, durant tota reacció química ordinària, la massa total en el sistema permaneix constant, és dir, la massa consumida dels reactius és igual a la massa dels productes obtinguts».[1][6]

La llei implica que la massa no es pot crear ni destruir, pero pot transformar-se en l'espai, o les entitats associades en ella poden canviar de forma.[1][2] Per eixemple, en les reaccions químiques, la massa dels components químics abans de la reacció és igual a la massa dels components despuix de la reacció. Per lo tant, durant qualsevol reacció química i processos termodinàmics de baixa energia en un sistema aïllat, la massa total dels reactius o materials de partida deu ser igual a la massa dels productes.[1][2][4]

Archiu:Combustion methane.es.png
Reacció química en la qual una molècula de metà i dos molècules d'oxigen reaccionen per combustió i es produïxen dos molècules d'aigua i una de diòxit de carbono. Abans i despuix de la reacció el número d'àtoms d'oxigen (4), hidrogen (4) i carbono (1) és el mateix. Per lo tant la massa total dels reactius, la suma de la massa de tots els àtoms, és igual a la massa total dels productes. Vore estequiometría.[1][7]

la llei parlada és prou precisa per a processos de baixa energia, com és el cas de les reaccions químiques. En el cas de reaccions nuclears o colisions entre partícules en altes energies, en les que la definició clàssica de massa no aplica, cal tindre en conte l'equivalència entre massa i energia.[8]

Eixemples en reaccions químiques

[editar | editar còdic]

Eixemple 1: Combustió d'una vés-la

[editar | editar còdic]

Quan una vés-la ardix no es guanya ni es pert massa. La massa total de la cera i del oxigen molecular (O2) presente abans de la combustió és igual a la massa total de diòxit de carbono (CO2), vapor d'aigua (H2O) i cera sense cremar que queden quan la vela s'apaga.


Per lo tant:

Massa de cera + massa de O2 → Massa de CO2 + Massa de H2O + Massa de cera sense cremar.          

No es produïx cap canvi de la massa total durant la reacció química.

Eixemple 2: Oxidació del ferro

[editar | editar còdic]

La conservació de la massa explica cóm és que l'òxit de ferro (Plantilla:Chem), que és ferro (Fe) combinat en oxigen (O2), puga pesar més que el ferro pur.

La substància reacciona en O2, açò és:

4Plantilla:Chem + 3Plantilla:Chem → 2Plantilla:Chem.

En este cas, quan el ferro es oxida, es combina de manera que tres parts d'oxigen reaccionen en quatre parts de ferro. La nova substància conté no només la massa original del ferro sino que ademés conté la massa de l'oxigen implicat en la reacció d'oxidació.

Açò és solament un eixemple d'una reacció per a l'obtenció d'òxit de ferro, el procés pot ser més complex si s'involucra vapor d'aigua. Vore rovell.

Eixemple 3: Àcit clorhídric

[editar | editar còdic]

La reacció química entre el hidrogen gaseós (H2) i el clor gaseós (Cl2) dona com a resultat àcit clorhídric (HCl):

Plantilla:Chem + Plantilla:ChemPlantilla:Chem.

Els àtoms dels reactius no es destruïxen, es combinen i es transformen en una nova substància.

Llimitacions

[editar | editar còdic]

La conservació de la massa és una llei de conservació aproximativa. En atres processos no químics, la massa total del sistema no té per qué conservar-se estrictament. Per eixemple, en la fissió nuclear existix una diferència de massa Δm0 entre els productes finals i els reactius inicials de la fissió, això és lo que permet proporcionar una energia ΔE=Δmc2 on c és la velocitat de la llum. Per la mateixa raó, l'energia tampoc es conserva en este tipo de reaccions. La generalisació de la conservació de la massa per a reaccions d'altes energies es coneix cóm l'equivalència entre massa i energia.


Referències

[editar | editar còdic]
  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 «The Conservation of Mass | Learn Science at Scitable». www.nature.com. Consultat el 2021-01-10.
  2. 2,0 2,1 2,2 «Conservation of mass | physics» (en en). Encyclopedia Britannica. Consultat el 2021-01-10.
  3. 3,0 3,1 «Conservation of Mass Principle - an overview | ScienceDirect Topics». www.sciencedirect.com. Consultat el 2021-01-10.
  4. 4,0 4,1 «Conservation of Energy and Mass» (en en). www.nationalgeographic.org. Consultat el 2021-01-10.
  5. Ambix.10(3)
    119–127.ISSN 0002-6980.doi:10.1179/amb.1962.10.3.119.Consultat el 2021-01-10.
  6. Un atre enunciat popular: «La matèria no es crea ni es destruïx, només es transforma.»
  7. «Law of conservation of mass - Calculations in chemistry - AQA - GCSE Combined Science Revision - AQA Trilogy» (en en-gb). BBC Bitesize. Consultat el 2021-01-10.
  8. «Conservation of Mass - an overview | ScienceDirect Topics». www.sciencedirect.com. Consultat el 2021-01-10.