قانون حفظ الكتلة
قانون حفظ الكتلة هو موضوع مقالتنا اليوم من مدونة علم حيث سنتعرف على نص هذا القانون، وما هو مفهومه و سنتعرف أيضاً على أهميته، ثم سنذكر بعض الأمثلة عليه حتى نتعلم كيفية استخدام هذا القانون لحساب كتل التفاعلات والنواتج في التفاعل الكيميائي، والآن تابع معنا عزيزي القارئ الفقرات القادمة.
ما هو قانون حفظ الكتلة؟
- في عام 1789م لاحظ العالم لافوازييه أن الكتلة لا تنشأ ولا تفنى في أثناء التفاعلات الكيميائية ولاحظ أيضا أن كتلة المادة عند بداية التفاعل هي نفس كتلتها عند نهاية التفاعل وهذا يعني أنه في أي نظام مغلق كتل المواد المتفاعلة تساوي كتل المواد الناتجة.
- واكتشاف العالم لافوازييه ساعد اكتشافات عديدة في علم الكيمياء كما يعتبر قانون حفظ الكتلة صحيحا وذلك بسبب أن كل العناصر الموجودة على سطح الأرض لا تتحول إلى عناصر أخرى أثناء التفاعلات الكيميائية.
- ومن الأمثلة على قانون حفظ الكتلة ذرة الكربون التي كانت مدفونة منذ أكثر من 65 مليون عام على شكل فحم، تحولت إلى مركبات عديدة لكنها بقيت كما هي، ولم تتحول إلى عناصر أخرى.
- أما تفاعلات الاندماج التي تحدث في النجوم يتم فيها إنتاج عناصر جديدة.
ما هي الكتلة؟
نتابع موضوع مقالتنا قانون حفظ الكتلة و سنتعرف الآن على الكتلة :
الكتلة تعبر عن كميّة المادة التي تعمل على تكوين الجسم
وهي كمّية دون وجود أبعاد حيث يمكن من خلالها تحديد مدى مُقاومة الجسم للقوّة التي تؤثر عليه، وقدرته على منع التغيّر سواء في اتّجاهه أو سرعته عند تأثيرها عليه، والعالم نيوتن تطرّق لموضوع الكتلة في قوانينه حيث قال الكتلة الثّابتة تبقى ثابتة، والكتلة المُتحركة بسرعة ثابتة واتّجاه ثابت تبقى على حالها ما لم تتأثّر بقوّة خارجيّة.
ما هي أدوات قياس الكتلة؟
يستخدم لقياس الكتلة العديد من الموازين والمقاييس ، ويعتبر الميزان ثلاثي الأذرع أحد تلك الأدوات الأكثر شيوعا، وسمي هذا الميزان بهذا الاسم بسبب أذرعه الثلاثة التي يمتلكها والتي يمكن نقل الكتل المعروفة على طولها، بالإضافة إلى الكثير من الموازين الأخرى التي يتم استخدامها لقياس الكتل الصغيرة جداً.
ما هي وحدة قياس الكتلة؟
بعد أن تعرفنا على نص قانون حفظ الكتلة وأدوات الكتلة سنتعرف عزيزي القارئ على وحدة قياس الكتلة :
الكيلوغرام هي الوحدة الأساسيّة لقياس الكتلة في النّظام الدولي للوحدات (SI)، وتُستخدم وحدات أخرى عندما نحتاج للتعبير عن الكتل الصغيرة أو الكبيرة، ومن هذه الوحدات الطّن، والغرام، والمليغرام، والميكروغرام، والنانوغرام، والبيكوغرام.
ما أهمية قانون حفظ الكتلة؟
يعتبر قانون حفظ الكتلة هاماً جداً من أجل دراسة وإنتاج التفاعلات الكيميائية، فعندما نعرف نوع وكمية المواد المتفاعلة يمكن أن نتنبأ بكمية المواد التي تنتج من التفاعل حيث يمكن لمصنعي المواد الكيميائية أن يزيدوا كفاءة الإنتاج عندما يقومون بتطبيق قانون حفظ الكتلة، ومن الجدير بالذكر أن قانون حفظ الكتلة ساعد كثيراً على احترام علماء الكيمياء بين العلوم بعيداً عن السحر والوهم.
مثال على قانون حفظ الكتلة
المسألة
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 كربونات الكالسيوم = 4.4 غرام من ثاني أكسيد الكربون + 5.6 غرام من أكسيد الكالسيوم.
10.0غرام في المواد المتفاعلة = 10.0 غرام في المواد الناتجة.
هذا التفاعل يطبق قانون حفظ الكتلة لأن كتلة المواد المتفاعلة تساوي كتلة المواد الناتجة.
اقرأ أيضاً: أين تنتج خلايا الدم الحمراء؟
كيفية حساب الكتلة من الوزن
يمكن أن نقوم بحساب كتلة الجسم عندما نعرف وزن الجسم من خلال استخدام قانون القوة، والذي ينص أن :
القوة (نيوتن) = الكتلة (كغم) × التسارع (م/ث²)
ويمكن أن نستبدل القوة في المعادلة بالوزن، ليصبح المقصود بالتسارع هو تسارع الجاذبية، ليصبح القانون كالآتي :
وزن الجسم = كتلة الجسم × تسارع الجاذبية
حيث أن تسارع الجاذبية = 9.8 م/ث²
فعلى سبيل المثال؛ يمكننا أن نحسب كتلة جسم وزنه 49 نيوتن كالآتي:
الكتلة = 49 نيوتن/ 9.8 (م/ث²) = 5 كغ.
وأخيراً في نهاية مقالتنا قانون حفظ الكتلة أتمنى أن أكون قد وفقت في تبسيط المعلومات لك عزيزي القارئ، أتمنى لك الصحة والسعادة.