La loi de conservation de la masse est le principe selon lequel ni la transformation physique ni les réactions chimiques ne créent ou ne détruisent la masse dans un système isolé. Selon ce principe, les réactifs et les produits dans une réaction chimique doivent avoir des masses égales. Par conséquent, la somme des masses de cire et d'oxygène (réactifs) dans une réaction chimique doit être égale à la quantité des masses d'oxyde de carbone (IV) et d'eau (produits). La loi de conservation de la masse est essentielle dans les calculs impliquant la détermination de masses inconnues de réactifs et de produits dans une réaction chimique donnée.
Histoire de la loi de conservation de la masse
La loi de conservation de la masse est née de la proposition d'un grec ancien selon laquelle la quantité totale de matière dans l'univers ne change pas. Dans 1789, Antoine Lavoisier a qualifié la loi de conservation de la masse de principe vital en physique. Einstein a ensuite modifié cette loi en incluant l'énergie dans sa description. Selon Einstein, la loi est devenue la loi de conservation de l'énergie de masse, qui stipule que la masse totale et l'énergie ne changent pas dans un système donné. De ce principe, l'énergie et la masse peuvent être converties de l'une à l'autre. Néanmoins, comme la consommation d'énergie ou la production de réactions chimiques courantes représentent une quantité négligeable de masse, la loi de conservation de la masse reste un concept fondamental en chimie.
Les réactions chimiques et la loi de conservation de la masse
La loi de conservation de la masse fournit la visualisation que les réactions chimiques impliquent la réorganisation des atomes et des liaisons des réactifs aux différents arrangements dans les produits. Ainsi, le nombre d'atomes dans le processus ne change pas. D'ailleurs, les atomes d'une matière donnée sont identiques; par conséquent, les réorganiser ne modifierait pas la masse de la matière. La visualisation est une hypothèse essentielle dans la représentation des réactions chimiques utilisant des équations chimiques équilibrées.
Dans ces équations, les éléments impliqués dans la réaction ont un nombre égal de moles du côté gauche et du côté droit de l’équation. Par conséquent, il serait possible de déterminer la quantité de toute substance nécessaire pour produire une quantité spécifiée d'un produit. En outre, la loi de conservation de la masse est essentielle pour déterminer les masses de gaz dans les réactions chimiques, car elles ne peuvent pas être mesurées dans la plupart des cas. Par conséquent, dans une réaction impliquant des produits solides, liquides ou gazeux en tant que produits ou réactifs, connaître les masses de solides et de liquides aide à déterminer la masse de gaz puisque la masse restante vient de lui être affectée.
Un exemple réel
Un scénario typique impliquant l'utilisation de la loi de conservation de la masse est la fonte d'un glaçon de dix grammes par une journée chaude. Le glaçon changerait ses états de solide en liquide et deviendrait finalement vapeur. La masse du récipient contenant le glaçon resterait constante et la masse de l'eau dans ce système ne changerait pas même après sa vaporisation complète.
