Zakon održanja mase

**Zakon održanja mase** (ili **zakon očuvanja mase**) predstavlja eksperimentalno utvrđenu činjenicu da je u hemijskim reakcijama masa reaktanata jednaka masi proizvoda reakcije. S obzirom na to da u nuklearnim reakcijama i pri velikim brzinama (uporedivim sa brzinom svetlosti) dolazi do pretvaranja mase u energiju ili obrnuto, može se smatrati specijalnim slučajem zakona o održanju materije.

Površnim posmatranjem nekih procesa u prirodi (kao što su rast drveta, sagorevanje sveće ili isparavanje vode) može se doći do ubeđenja da materija može nastati i nestati. Međutim pažljivim posmartanjem može se utvrditi da ovo nije slučaj. Materija može da promeni svoj oblik, agregatno stanje i sl. ali ne može nastati ni iz čega ili nestati.

Ovaj zakon se ponekada i naziva **zakon o neuništivosti materije**, koji glasi: *Materija se ne može uništiti, niti ni iz čega stvoriti, ona može samo da se menja i da prelazi iz jednog u drugi oblik.*

Zakon neuništivosti materije se izražava jednadžbom kontinuiteta.

## Historija

Zakon održanja materije, jedan od najstarijih zakona fizike, formulisan je još u antičkoj Grčkoj, ali bez eksperimentalne potvrde.

### Otkriće zakona

A. L. Lavoazije (Lavoisier) je 1774. u eksperimentu u kome je zagrevao kalaj sa vazduhom u zatvorenom sudu primetio da je težina celog sistema ista pre i posle hemijske reakcije. Ovaj eksperiment je ukazao na činjenicu da nema pre i posle reakcije nema promene količine materije. Na osnovu svojih pokusa, Lavoazije je formulirao Zakon o održanju mase na sledeći način:

* *Nikakve se promjene ne mogu opaziti u ukupnoj masi svih tvari koje sudjeluju u kemijskoj reakciji.*.

Na primjer, reakcija vodika s kisikom i nastanak vode: 2H_2 + O_2 = 2H_2O4\cdot1,00794 \ g \ + 2\cdot 15,9994 \ g \ = 2\cdot 18,01528 \ gRezultat: \qquad 36,03056 \ g = 36,03056 \ g

Kako je Lomonosov formulisao sličnu pravilnost nešto ranije (1748. ili 1756), zakon se ponekad zove i Lavoazje-Lomonosovljev zakon.

Ovaj zakon može se definisati:

Ukupna masa supstanci koje ulaze u reakciju jednaka je ukupnoj masi proizvoda reakcije.
Ako A i B predstavljaju mase dveju supstanci koje učestvuju u nekoj hemijskoj reakciji pri kojoj nastaju mase C i D drugih dveju (hemijski promenjenih) supstanci, **zakon o održanju mase** se može izraziti kao:

**A+B = C+D**

### Eksperimentalne potvrde

H. Landolt (1893) i A. Heydweiller (1901) su izvršili eksperimente da bi potvrdili tačnost ovog zakona. Hans Landolt (1831.-1910.), švicarski fizički kemičar, vrlo je preciznim mjerenjima potvrdio taj zakon s točnošću **1: 10<sup>7</sup>**.

J. J. Maley je 1912. godine upotrebio vagu koja je bila znatno usavršena da bi se otklonio nedostatak gore navedenih eksperimenata. On je uspeo da dokaže da u slučaju reakcije između barijumhlorida i natrijumsulfata, svaka promena u masi mora biti manja od jednog milionitog dela.

### Teorija relativnosti

Prema Einsteinovoj teoriji relativnosti, materija (kao oblik energije) i energija mogu prelaziti jedna u drugu, u međusobnom odnosu koji je definisan poznatom Ajnštajnovom jednačinom:

:**E = mc<sup>2</sup>**

Drugim rečima, umesto dva fundimentalna zakona: zakona o održanju mase i zakona o držanju energije, postoji samo jedan princip. Međutim, pri bilo kojoj hemijskoj promeni praćenoj promenom temperature, desiće se i odgovarajuća promena mase. Po Ajnštajnovoj formuli, mora se dio ukupne mase (**m**) reaktanata pretvoriti u energiju (***E***) kemijske reakcije prema relaciji: ***E = mc<sup>2</sup>***, gdje je ***c*** brzina svjetlosti (2,997925• 108ms -1). Odatle slijedi da bi točnost vaganja morala biti najmanje **1:10<sup>10</sup>** da bi se ustanovio gubitak mase.

## Povezano
* Jednadžba kontinuiteta