یونانیان باستان معتقد بودند که مقدار کلی ماده در جهان ثابت است. قانون بقای جرم، یکی از اساسهای شیمی، از اولین قوانین بقا است که کشف شد. این قانون در سال ۱۷۸۹ توسط شیمیدان فرانسوی آنتوان لاوازیه ارائه شد که به عنوان پدر شیمی مدرن شناخته میشود. خدمتکار با استعدادی که به ساخت لیست عناصر کمک زیادی کرد و حتی نام اکسیژن را اولین بار روی مهمترین گاز بشری نهاد.
نام کشف: قانون بقای جرم
کاشف: آنتوان لاوازیه
سال کشف: ۱۷۸۹
لاوازیه مواد سمی مانند فسفر و گوگرد در هوا را سوزاند و نشان داد که آنها با هوا ترکیب شده و مواد جدیدی تولید میکنند که وزن بیشتری دارد. وزن اضافه شده برابر با وزنی بود که از هوا کم میشد. لاوازیه از مشاهداتش نتیجه گرفت که اگر چه ممکن است فرم یا شکل ماده تغییر کند اما جرم آن همواره ثابت خواهد بود. او قانون بقای جرم را ارائه کرد که بر طبق آن ماده نمیتواند با تغییر شیمیایی ایجاد یا نابود شود و تنها با بازآرایی مجدد تغییر میکند. این به این دلیل است که مقدار کلی مواد و انرژی موجود در جهان در هر زمان معین ثابت است. این قانون در مورد واکنشهای شیمیایی معمولی صدق میکند. زیرا همانطور که اکنون میدانیم در واکنشهای هستهای ماده میتواند به انرژی تبدیل شود.
مقاله مرتبط: نظریهی نسبیت خاص؛ همارزی جرم و انرژی
در طی تغییر شیمیایی (یا واکنش)، اتمهای یک یا چند ماده (واکنشگرها) به ساگی در معرض بازآرایی قرار میگیرند. نتیجه این بازآراییها تشکیل مواد جدید (فراوردهها) است. با این حال، تمام اتمهای اصلی هنوز در جایی از سیستم وجود دارند. به خاطر این قانون مهم است که ما قادر به نوشتن معادلات شیمیایی تعادلی هستیم که پیشبینی جرم واکنشدهندهها و فراوردههایی را که در واکنش شیمیایی دخیل هستند، امکانپذیر میکند.
گذشته از این، قانون بقای جرم این امکان را فراهم میکند تا مقدار واکنشدهنده یا فراوردهی از بینرفته را که در واکنش شیمیایی دخیل هستند تعیین کنیم. به عنوان مثال، اگر گفته شود که هشت گرم هیدروژن با اکسیژن واکنش میدهد تا ۶۰ گرم آب تولید کند، میتوان میزان اکسیژن مصرفی را با استفاده از قانون بقای جرم محاسبه کرد. مقدار هیدروژن از مقدار آب کسر میشود تا ۵۲ گرم اکسیژن مورد استفاده قرار گیرد.
با این حال، در حال حاضر که نسبیت و مکانیک کوانتومی در مرکز توجه قرار گرفته اند، این قانون باید اصلاح شود تا امکان تبدیل جرم به انرژی فراهم شود زیرا تبدیل یک نوع ماده به دیگری همیشه با تبدیل یک نوع انرژی به دیگری همراه است .