قانون حفظ الكتلة

بواسطة: - آخر تحديث: ٠٨:٥٠ ، ٢٨ مارس ٢٠١٩
قانون حفظ الكتلة

مبدأ حفظ الطاقة

أشار العالم الفيزيائيّ الشهير آينشتاين إلى مبدأ فيزيائي مهمّ، تقوم على أساسه العديد من التطورات التكنولوجية حاليًا، ألا وهو مبدأ حفظ الطاقة، الذي ينص على أن: "كمية الطاقة الكلية في نظام مغلق لا تتغير"، وانبثق عن هذا المبدأ العديد من المبادئ والقوانين المتفرعة؛ مثل: قانون حفظ الكتلة، قانون حفظ الطاقة الميكانيكية وغيرها، وفي هذا المقال سيتم التطرق إلى قانون حفظ الكتلة.

قانون حفظ الكتلة

تُسمى الكمية الفيزيائية التي تشير مقدار ما يحتويه الجسم من مادة بالكتلة، وتختلف عن الوزن بكونها كمية قياسية غير متجهة وغير معتمدة على قوة الجاذبية، وفيما يأتي نص قانون حفظ الكتلة.

قام العالم الفرنسيّ لافوازييه بإنتاج نص قانون حفظ الكتلة وذلك عام 1783 ميلادية وينص قانون حفظ الكتلة على أنه: "عند حدوث أي تفاعل كيميائي فإن كتل المواد المتفاعلة تساوي كتل المواد الناتجة عن التفاعل" كما ينصّ على أن: "أي كتلة في نظام مغلق ستبقى ثابتة مهما حدث داخل النظام".

تطبيق لقانون حفظ الكتلة

لمعرفة مدى صحّة هذا القانون ولترسيخ المعلومة أكثر، يمكن القيام بالتجربة الآتية:

  • في مختبر كيميائي، يتم إحضار أنبوب كيميائي جافّ ونظيف واستعمال الميزان الإلكتروني لمعرفة كتلته مفرغًا، ثم يتم تسجيلها، على افتراض كانت كتلته 10 غراماتٍ.
  • يُوضع في الأنبوب محلول كلوريد الكالسيوم CaCl2، ثمّ يتم أخذ قراءة الميزان لكتلتي الأنبوب والمحلول معًا، فإن قراءة الميزان والتي يُفرض أنها تساوي الآن 20 غرام، تعني أن كتلة المحلول وحده تساوي 10 غرامات.
  • من ثم يتم إحضار دورق مخروطي جاف ونظيف وتسجَّل كتلته، التي فرضًا تساوي 30 غرام ويتم تسجيل هذه القراءة.
  • في الدورق المخروطي تضاف كبريتات الصوديوم Na2SO4، وتؤخذ قراءة الميزان، فرضًا كانت 100 غرامٍ.
  • تُضاف مكونات الأنبوب إلى مكونات الدورق.
  • يلاحظ بعد خلط المواد المتفاعلة ظهور راسب كيميائي أبيض وهو كبريتات الكالسيوم CaSO4، وظهور سائل شفّاف وهو كلوريد الصوديوم NaCl.
  • باستعمال الميزان الإلكتروني مرة أخرى يتم أخذ كتلة الدورق المخروطي، وتكون القراءة حينها تساوي= 140 غرامًا؛ وهذه الكتلة هي عبارة عن: 140غرامًأ (كتلة الدورق مع المواد الناتجة) = 10 غرامات (كتلة المحلول الأول) + 100غرام (كتلة المحلول الثاني) + 30 غرامًا (كتلة الدورق).

النظام المغلق

في بعض التفاعلات الكيميائية يُلاحظ أن كتلة المواد المتفاعلة أعلى من كتلة المواد الناتجة، وهذا لا يدلّ على عدم تطبيق قانون حفظ الكتلة، إنما يدلّ على أن النظام الذي تم به التفاعل الكيميائي هو نظام غير مغلق، أي أنه تم الإخلال بواحدة من شروط تطبيق مبدأ حفظ الكتلة، وتكون في مثل هذه الحالات المواد الناتجة قد نتج معها غاز وسرعان ما تطاير، وأخل بكفتيْ الميزان للمواد المتفاعلة والمواد الناتجة، لذا يجب الحرص دائمًا عند اختبار قانون حفظ الكتلة على أن يكونَ نظامًا مغلقًا بنسبة 100%.

115389 مشاهدة