Gesetz zur Erhaltung der Masse

In diesem Kapitel sollen chemische Reaktionen nicht nur qualitativ, sondern auch quantitativ betrachtet werden. Wie bekannt ist, verschwinden bei einer chemischen Reaktion Ausgangsstoffe (Edukte) und es entstehen neue Endstoffe (Produkte). Nun stellt sich die Frage, ob Elemente ineinander umgewandelt werden können und wie diese quantitativ betrachtet werden können.

Stoffumwandlung

Zu Beginn kann gleich festgehalten werden, dass chemische Reaktionen keine neuen Elemente schafft. Ein Element kann nur aus Verbindungen dieses Elementes wieder zurückgewonnen werden (z.B. H2O kann in H2 und O2 zerlegt werden). Nun kann man im folgenden diese Reaktionen quantitativ betrachtet, dazu hilft das Gesetz zur Erhaltung der Masse von Lavoiser.

Gesetz zur Erhaltung der Masse

Führt man Reaktionen in einem geschlossenen System durch, so ändert sich die Gesamtmasse der Reaktionspartner nicht. Dieses Gesetz gilt allerdings nur bei Reaktionen im “üblichen” Maßstab, da an jeder Reaktion ein Energieumsatz (z.B. Wärmeentwicklung) beteiligt ist, ändert sich auch die Masse (nach Einstein E = m· c²). Findet z.B. eine Wärmeentwicklung während der Reaktion statt, so ist dies mit einem Masseverlust verbunden, der Verlust ist aber so gering, dass er im Rahmen der üblichen Meßgenauigkeiten nicht feststellbar ist. So bedeutet beispielsweise eine Energieabgabe (Erwärmung) von 100 KJ einen Masseverlust von 10-9 g.

Beispiel

Erhitzt man 550 mg Kupfer im Schwefeldampf, so entstehen 689 mg Kupfersulfid. Da nach dem Gesetz zur Erhaltung der Masse keine Masse während einer Reaktion “verloren” geht, kann man die Masse an Schwefel berechnen, die reagiert hat. Die Masse m(Schwefel) = m(Kupfersulfid) – m(Kupfer) = 689 mg – 550 mg = 139 mg 


Gesetz zur Erhaltung der Masse – Testfragen/-aufgaben

1. Was ist das Grundprinzip des Gesetzes zur Erhaltung der Masse?

Das Grundprinzip des Gesetzes zur Erhaltung der Masse besagt, dass die Gesamtmasse eines geschlossenen Systems nicht ändert, egal welche Prozesse innerhalb dieses Systems ablaufen. Dies bedeutet, dass die Masse der Reaktanten in einer chemischen Reaktion gleich der Masse der Produkte ist.

2. Wer formulierte das Gesetz zur Erhaltung der Masse?

Das Gesetz zur Erhaltung der Masse wurde von Antoine Lavoisier, einem französischen Chemiker, formuliert.

3. Gilt das Gesetz zur Erhaltung der Masse auch bei Kernreaktionen?

Das Gesetz zur Erhaltung der Masse gilt nicht bei Kernreaktionen. Bei Kernreaktionen kann Masse in Energie umgewandelt werden und umgekehrt, wie es Albert Einsteins berühmte Gleichung E=mc² zeigt.

4. Was ist eine Ausnahme zum Gesetz zur Erhaltung der Masse?

Eine bekannte Ausnahme zum Gesetz zur Erhaltung der Masse ist die kernphysikalische Reaktion, bei der Masse in Energie umgewandelt wird und umgekehrt.

5. Wie lautet das Gesetz zur Erhaltung der Masse in der Mathematik?

In der Mathematik besagt das Gesetz zur Erhaltung der Masse, dass die Masse eines geschlossenen Systems immer konstant bleibt, unabhängig von den inneren Vorgängen.

6. Warum ist das Gesetz zur Erhaltung der Masse wichtig?

Das Gesetz zur Erhaltung der Masse ist wichtig, weil es eines der grundlegenden Prinzipien in der Physik und Chemie ist. Es ist entscheidend für das Verständnis der Natur von Materie und ihrer Wechselwirkungen.

7. Was ist die Einheit der Masse in diesem Gesetz?

Die Einheit der Masse in diesem Gesetz kann in Kilogramm (kg), Gramm (g), Milligramm (mg), etc. ausgedrückt werden.

8. In welchen Bereichen findet das Gesetz zur Erhaltung der Masse Anwendung?

Das Gesetz zur Erhaltung der Masse findet Anwendung in diversen Bereichen wie Physik, Chemie, Biologie und Ingenieurwesen.

9. Wie wird das Gesetz zur Erhaltung der Masse in einer Gleichung ausgedrückt?

Das Gesetz zur Erhaltung der Masse wird in einer Gleichung ausgedrückt als: Die Summe der Masse der Reaktanten = Die Summe der Masse der Produkte. Kurz: m1=m2.

10. Was ist ein geschlossenes System im Bezug auf das Gesetz zur Erhaltung der Masse?

Ein geschlossenes System im Bezug auf das Gesetz zur Erhaltung der Masse ist ein System, in dem keine Materie ein- oder austritt. Das bedeutet, dass die Gesamtmasse innerhalb dieses Systems konstant bleibt.