> Энциклопедический словарь Гранат, страница > Сохранение материи закон

Сохранение материи закон

Сохранения материи закон, согласно которому при всех явлениях природы количество вещества остается постоянным: при всяком явлении, будет ли оно физическое, химическое или биологическое, вещество можетъ изменять свой вид, форму, но количество его остается неизменным, общий вес тел, участвующих в явлении, остается неизменным. Как философское положение, закон этотъ был высказан еще в глубокой древности греч. философы V века до Р. X. Анаксагор {см.) и Эмпедокл {см.) учили, что в природе ничто не происходит из ничего и ничто не может быть уничтожено. Такое же положение лежит в основе учения древних атомистов (ср. атом) Левкиппа {см.) и Демокрита {см.) (V век до Р. X.).

Римский поэт Лукреций (сж) Кар (ок. 98—55 г. до Р. X.), в своей поэме о природе вещей изложивший философию Эпикура, говорит: „из ничего даже волей богов ничего не творится“ и „ничто не может быть превращаемо въ ничто“. Это положение затем повторяется в позднейшее время многими выдающимися учеными и даже «поэтами (например, Шекспиром в поэме „Король Лиръ“), но только в XVIII веке, благодаря трудам Лавуазье, это положение стало законом, основываясь на котором стало возможным съ точностью учитывать количественную сторону химических реакций. Причина, почему оно не могло служить для этой дели ранее, заключается в том, что несовершенство опытных методов не позволяло производить точный учет того, что происходит при химических и физических явлениях. Если мы примем во внимание, что только после Торичелли (в XVII веке), показавшого, что воздух имеетвес, можно было приступить с весами в руках к изучению разнообразных химических реакций, совершающихся в воздухе, а разъяснение этих реакций сделалось возможным только после того, как, благодаря трудам Шеелф и Пристлея {см.), ознакомились со свойствами кислорода, нам станет ясным, почему априорное положение о сохранении вещества не могло служить до Лавуазье для проверки точности химических исследований. К этому времени накопилось достаточно много фактов, которые послужили для разъяснения явлений, наблюдающихся при обжигании металлов на воздухе и восстановлении их окислов: в 1744 г. М. В. Ломоносов {см.) в своей диссертации, озаглавленной „Meditationes de caloris etfrigoris causa“ указал, что „увеличение веса тел при обжигании происходит потому, что в сожженных телах находятся весомия части или пламени, сожигавшего тело, или воздуха, текущого во время сожжения надъ прокаливаемым теломъ“; впоследствии в 1756 г. он в построенной им химической лаборатории повторяет „опыты в заплавленных накрепко стеклянных сосудах, чтобы исследовать, прибывает ли вес металловъ от чистого жару. Оными опытами нашлось, что мнение Роберта Бойля ложно, ибо без пропущения внешнего воздуха вес сожженного металла остается в одной мере“. Ломоносовъ ясно сознавал закон сохранения вещества {см. XXVII, 363) и в 1760 г. высказал это в следующих словах: „все изменения, случающияся в природе так происходят, что если к одному телу что прибавится, то столько же отнимется от другого. Сей всеобщий естественный закон простирается и в самия правила движения: ибо тело движущее своей силой другое, столько же оное у себя теряет, сколько сообщает другому, которое от него движение получаетъ“. Таким образом, М. В. Ломоносов в 1756 г., говоритъ П. И. Вальден {см.), держит в рукахъ очевидное доказательство закона неразрушимости материи или постоянства веса, вместе с тем и доказательство неправильности учения о флогистоне. Но опыты не продолжаются и забываются. Лавуазье (смотрите XXVI, 356) на основании произведенных имъ опытов над окислением ртути при накаливании на воздухе дал верное истолкование явлений, совершающихся при обжигании металлов, создал теорию горения тел и показал, как, благодаря закону сохранения вещества, можно составлять уравнения для каждой химической реакции. Если два тела А и В, действуя друг на друга, превращаются в Р и Q, то, основываясь на законе сохранения вещества, можно написать: A+B=P+Q. Если въ реакции участвуют не два тела, а несколько: А, В, С и получаются Р, Q, R.. и др., то A+B-fC=P+Q+R Съ 1770 г. можно считать начало количественной эпохи в химии, которая основана трудами Лавуазье, который формулировал свой метод в следующихъ словах: „я могу“, говорит он, „разсматривать взятия вещества и получающияся, как члены алгебраического выражения уравнения и, предполагая последовательно каждый членъ за неизвестный, я могу получить изъ уравнения его значение и, таким образом, проверить вычисление опытомъ и обратно“. Введение количественнаго метода в химию обусловило быстрое развитие физики и химии в начале XIX века.

Долтоном (Дальтоном) (сж.) была введена в химию атомистическая теория, в основе которой лежит положение о сохранении вещества, и заХИХ векъ достаточно набралось косвенных доказательств, чтобы считать закон постоянства веса основным закономъ природы, соответствующим практическим результатам количественной химии. Укажем, что при классическихъ исследованиях бельгийского ученаго Стаса (1865 г.) (смотрите), предпринятыхъ для определения атомных весов, отступления от закона постоянства веса колебались в пределе 0,002%, лежащих вне предела точности опытов.

В 1890 г. заслуживший своими точными работами почетную известность немецкий физико-химик Г. Ландольтъ (смотрите) предпринял серию экспериментальных работ, законченных въ 1908 г. и отличающихся поразительнойточностью, с целью проверить закон постоянства веса при химическихъ реакциях. Опыты производились въ сосудах из тюрингенского, потомъ из иенского стекла, а впоследствии даже из кварца; кроме того, в некоторых опытах были применены цилиндрические стеклянные сосуды в роде сосудов Дьюара с двойными стенками, между которыми находится безвоздушное пространство. В некоторых случаях сосуды на внутренних стенках были покрыты слоемъ параффина.Емкостьсосудов была значительна, вес участвующих телъ колебался в различных опытах отъ 41,0 гр. до 416,0 грамм. Весы были таковы, что максимальная ошибка опытов достигала0,024 миллиграмма, такъ что всякая разница в весе до и после реакции, превышающая 0,03 миллиграмма, наверно могла быть установлена как не относящаяся более к ошибкам наблюдателя. При опытах в 1890—1901—1905 г. Ландольт нашел, что при химическихъ реакциях взаимодействия двух телъ в водном растворе (например, осаждение золота, серебра солями железа и т. под.) как бы нормальным явлением представляется уменьшение веса после реакции, следовательно, нарушение закона постоянства веса. Но можно было предположить, что эта убыль происходит от какой-либо внешней причины, и опыты, предпринятые Ландольтомъ в 1906 г., действительно показали, что существует источник ошибок, происходящих особенно при реакциях, сопровождающихся выделением тепла. Приняв во внимание эти ошибки, Ландольт пришел к окончательному выводу, что при всех произведенныхъ разнородных химических реакциях не наблюдалось изменения общого веса взаимодействующих тел.

Доставленное Ландольтом экспериментальное доказательство закона постоянства веса при химических реакциях находится в согласии с результатами работ других ученых исследователей этого вопроса.

Закон постоянства веса часто называют законом вечности материи (смотрите XXVI, 356). Такое название получило свое основание в том представлении о строении материи и об элементах, которое получило свое развитие в первой половине XIX века и поддерживалось такими авторитетами, как Клерк Максуэлл (смотрите) и др.