العبارة الآتية مجموع كتل المواد المتفاعلة يساوي مجموع كتل المواد الناتجة تعبر عن قانون

قانون حفظ المادة أو قانون حفظ الكتلة أو قانون بقاء المادة أو يعرف باسم قانون (لافوازييه-لومونوسوف) هو قانون ينص على الآتي عند حدوث أي تفاعل كيميائي فان كتل المواد المتفاعلة تساوي كتل المواد الناتجة عن التفاعل كما أن يذكر أن أي كتلة في نظام مغلق ستبقى ثابتة مهما حدث داخل النظام.

ويرجع قانون حفظ الكتلة إلى عام 1789م، حيث لاحظ العالم لافوازييه (Antoine Lavoisier’s) أن الكتلة لا تنشأ ولا تفنى خلال التفاعلات الكيميائية، وأن كتلة المادة عند بداية التفاعل تكون نفس كتلتها عند نهاية التفاعل، وهذا يعني أن كتل المواد المتفاعلة تساوي كتل المواد الناتجة في أي نظام مغلق، وقد ساعد اكتشاف لافوازييه على العديد من الاكتشافات في علم الكيمياء، كما يعد قانون حفظ الكتلة صحيحاً، وذلك لأن جميع العناصر التي توجد على سطح الأرض لا تتحول إلى عناصر أخرى خلال التفاعلات الكيميائية، ومن الأمثلة على ذلك ذرة الكربون المدفونة منذ أكثر من 65 مليون عام على شكل فحم، قد تم تحويلها إلى العديد من المركبات لكنها بقيت كما هي، ولم تتحول إلى عناصر أخرى، أما تفاعلات الاندماج التي يتم فيها إنتاج عناصر جديدة فتحدث في النجوم، والمستعر الأعظم (بالإنجليزية: supernovae).[١]

ينص قانون حفظ المادة أو حفظ الكتلة على أن المادة في نظام مغلق لا يمكن أن تنشأ أو تفنى، إلا أنه يمكن إعادة ترتيبها. أن أي عملية كيميائية في نظام مغلق يجب أن تكون فيها كتلة المواد المتفاعلة مساوية لكتلة المواد الناتجة بعد انتهاء العملية.

نظراً للجدل الدائم حول مصطلحي الكتلة والمادة فإن قانون بقاء الكتلة يبقى صحيحاً فقط للتقريب في الفيزياء الكلاسيكية بينما لا يمكن الاعتماد عليه في النسبية وفيزياء الكم في حين يظل قانونا بقاء الطاقة والزخم صحيحين.

مجموع كتل المواد المتفاعلة يساوي مجموع كتل المواد الناتجة تعبر عن

الاجابة : قانون حفظ الكتلة

ويُستخدم مفهوم حفظ الكتلة على نطاق واسع في العديد من المجالات مثل الكيمياء والميكانيكا وديناميكا الموائع. تاريخيًا، أثبت ميخائيل لومونوسوف قانون حفظ الكتلة في التفاعلات الكيميائية بشكل مستقل ثم أعاد أنطوان لافوازييه اكتشافه لاحقًا في أواخر القرن الثامن عشر. كان لصياغة هذا القانون أهمية حاسمة في تقدم الخيمياء والعلوم الكيميائية الطبيعية الحديثة.

يُعتبر قانون حفظ الكتلة صحيحًا بشكل تقريبي وهو جزء من سلسلة من افتراضات نابعة من الميكانيكا الكلاسيكية. يجب تعديل القانون ليتوافق مع قوانين ميكانيكا الكم والنسبية الخاصة بموجب مبدأ تكافؤ الكتلة والطاقة، الذي ينص على أن الطاقة والكتلة تشكلان كمية واحدة محفوظة. بالنسبة للأنظمة ذات الطاقة العالية للغاية، لا بنطبق قانون حفظ الكتلة لوحده، كما هو الحال في التفاعلات النووية وإفناء الجسيمات للجسيمات المضادة في فيزياء الجسيمات.

بالإضافة لذلك، الكتلة غير محفوظة بشكل عام في الأنظمة المفتوحة. كما هو الحال عند السماح بخروج أو دخول أشكال مختلفة من المادة والطاقة من أو إلى النظام. مع ذلك، ما لم يكن هناك نشاط إشعاعي أو تفاعلات نووية، تكون كمية الطاقة التي تخرج (أو تدخل) من هذه الأنظمة، مثل الحرارة أو الشغل الميكانيكي أو الإشعاع الكهرومغناطيسي، صغيرة جدًا إذ لا يمكن قياسها على أنها انخفاض (أو زيادة) في كتلة النظام.

بالنسبة للأنظمة المُحاطة بحقول جاذبية كبيرة، يجب أن تُؤخذ النسبية العامة بعين الاعتبار، إذ يصبح حفظ الطاقة والكتلة مفهومًا أكثر تعقيدًا، يخضع لتعريفات مختلفة، ولا ينطبق حفظ الكتلة أو الطاقة بشكل صارم وبسيط كما هو الحال في النسبية الخاصة.

مثال على قانون حفظ الكتلة

مثال: عند تسخين 10.0غرام من مادة كربونات الكالسيوم (CaCO3) فإنه يتم إنتاج 4.4 غرام من ثاني أكسيد الكربون (CO2)، و5.6 غرام من أكسيد الكالسيوم (CaO)، هل يطبق التفاعل الآتي قانون حفظ الكتلة؟

الحل: كتلة المواد المتفاعلة = كتلة المواد الناتجة

10.0 غرام من الكالسيوم كربونات = 4.4 غرام من ثاني أكسيد الكربون + 5.6 غرام من أكسيد الكالسيوم.

10.0غرام في المواد المتفاعلة = 10.0 غرام في المواد الناتجة.

بما أن كتلة المواد المتفاعلة تساوي كتلة المواد الناتجة فإن هذا التفاعل يطبق قانون حفظ الكتلة.