バランス方程式と質量の保存
化学式のバランスは、質量の保存法則法則に直接関係しています 、質量を通常の化学反応で作成または破壊することはできないと述べています 。
方法は次のとおりです。
* 原子は反応で作成または破壊されません: 化学反応には、原子の作成や破壊ではなく、原子の再配置が含まれます。
* バランスの取れた方程式はこれを反映しています: 方程式のバランスをとると、反応物の側(左側)の各要素の原子の数が、製品側のその要素の原子の数に等しくなることが保証されます(右側)。
* 質量が保存されています: 反応の前後に同じ数の原子が存在するため、反応物の総質量は生成物の総質量に等しくなければなりません。これは、質量の保全法則を支持します。
質量保存法則の検証
質量保存の法則は多数の実験を通じて検証されましたが、いくつかの注目すべきものは次のとおりです。
* Antoine Lavoisierの実験(1700年代後半): Lavoisierは、リンや水銀の燃焼などの反応で実験を実施しました。彼は反応物と生成物の質量を綿密に測定し、総質量が一定のままであることを示しました。これにより、化学反応における質量の保存の概念が固まりました。
* 現代の実験: 今日、質量分析や核磁気共鳴分光法などの高度な分析技術は、非常に正確な測定を提供し、化学反応における質量の保存をさらに確認しています。
例:
* メタンの燃焼:
*不均衡な方程式:CH4 + O2→CO2 + H2O
*バランスの取れた方程式:CH4 + 2O2→CO2 + 2H2O
この方程式は、メタン(CH4)の1つの分子が2つの酸素(O2)の2つの分子と反応して、1分子の二酸化炭素(CO2)と2つの水分子(H2O)を生成することを示しています。各要素の原子の数は両側で等しく、質量の保存を確認します。
本質的に、バランス方程式は質量の保存法則の実用的な適用です。各要素の原子の数が方程式の両側で同じであることを保証することにより、化学反応中に質量が失われたり、獲得されたりしないことを実証しています。