في أوائل القرن السابع عشر ، نشر عالم روسي يُدعى ميخائيل لومونوسوف نتائجه بشأن الحفاظ على الكتلة. ثم ، في عام 1789 ، أعاد الكيميائي الفرنسي المسمى أنطون لوران لافوازييه صياغة النظرية ونجح في صياغتها. لهذا السبب ، يُعرف قانون حفظ الكتلة أيضًا باسم قانون Lomonosov-Lavoisier.
يستخدم قانون حفظ الكتلة على نطاق واسع في مجالات مثل الكيمياء والهندسة الكيميائية والميكانيكا وديناميكيات السوائل. بمعنى ما ، هذا القانون هو قانون ينص على أن كتلة النظام المغلق ستكون ثابتة على الرغم من حدوث عمليات مختلفة في النظام (في نظام مغلق ، تكون كتلة المواد قبل وبعد التفاعل هي نفسها (ثابتة).
العبارة المستخدمة بشكل شائع للتعبير عن قانون الحفاظ على الكتلة هي أن الكتلة يمكن أن تغير شكلها ولكن لا يمكن إنشاؤها أو تدميرها. بحيث تكون الكتلة الكلية للمتفاعلات في كل تفاعل كيميائي مساوية للكتلة الإجمالية للمنتجات.
في السابق ، كان من الصعب فهم الحفاظ على الكتلة بسبب قوة الطفو (الطفو) للغلاف الجوي للأرض. بمجرد فهم هذه القوة ، أصبح قانون حفظ الكتلة مفتاحًا مهمًا في تحويل الخيمياء إلى كيمياء حديثة.
عندما أدرك العلماء أن المركبات لا تُفقد أبدًا عند قياسها ، بدأوا في إجراء دراسات كمية لتحولات المركبات. أدت هذه الدراسة إلى فكرة أن جميع العمليات والتحولات الكيميائية تحدث في كتلة ثابتة لكل عنصر.
(اقرأ أيضًا: فهم قانون هيس لإضافة الحرارة الثابتة)
في بحثه ، أجرى أنطوان لوران لوفواسلر عملية احتراق العديد من المواد. في التجربة ، لوحظ أن عملية التفاعل بين الزئبق (معدن سائل أبيض فضي) والأكسجين تشكل أكسيد الزئبق الأحمر.
إذا تم إعادة تسخين أكسيد الزئبق ، فسوف يتحلل ليعطي نفس الكمية من الزئبق السائل وغاز الأكسجين كما كان من قبل. بحيث تم تفعيل قانون حفظ الكتلة الذي ينص على أن الكتلة الكلية للمواد قبل التفاعل ستكون مساوية للكتلة الإجمالية للمواد كنتيجة للتفاعل.
لذلك ، إذا تم تطبيق قانون حفظ الكتلة في تفاعل كيميائي ، فهذا يعني أن عدد المواد المماثلة في التفاعل الكيميائي يجب أن يكون هو نفسه. وبالتالي فإن كتلة المادة في الجانب الأيسر وكتلة المادة في الجانب الأيمن هي نفسها. بحيث يمكن تمثيل هذا التفاعل على النحو التالي:
C + O2 = CO2
12 جم 32 جم 44 كجم
الكتلة الكلية للمواد المتفاعلة = 12 جرام + 32 جرام = 44 جرام
الكتلة الإجمالية للمواد المتفاعلة = الكتلة الإجمالية للمنتجات
