> Энциклопедический словарь Железнова, 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 может изменять свой вид, форму, но количество его остается неизменным, общий вес тел, участвующих в явлении, остается неизменным. Как философское положение, закон этот 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 в 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 с 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 над прокаливаемым теломъ“; впоследствии в 1756 г. он в построенной им химической лаборатории повторяет „опыты в заплавленных накрепко стеклянных сосудах, чтобы исследовать, прибывает ли вес металлов от чистого жару. Оными опытами нашлось, что мнение Роберта Бойля ложно, ибо без пропущения внешнего воздуха вес сожженного металла остается в одной мере“. Ломоносов 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., говорит П. И. Вальден {см.), держит в руках 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 им 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 в реакции участвуют не два тела, а несколько: А, В, С и получаются Р, Q, R.. и др., то A+B-fC=P+Q+R С 1770 г. можно считать начало количественной эпохи в химии, которая основана трудами Лавуазье, который формулировал свой метод в следующих словах: „я могу“, говорит он, „разсматривать взятия вещества и получающияся, как члены алгебраического выражения уравнения и, предполагая последовательно каждый член за неизвестный, я могу получить из уравнения его значение и, таким образом, проверить вычисление опытом и обратно“. Введение количественного 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 век достаточно набралось косвенных доказательств, чтобы считать закон постоянства веса основным законом природы, соответствующим практическим результатам количественной химии. Укажем, что при классических исследованиях бельгийского ученого Стаса (1865 г.) (смотрите), предпринятых 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. Ландольт (смотрите) предпринял серию экспериментальных работ, законченных в 1908 году и отличающихся поразительнойточностью, с целью проверить закон постоянства веса при химических реакциях. Опыты производились в сосудах из тюрингенского, потом 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 слоем параффина.Емкостьсосудов была значительна, вес участвующих тел колебался в различных опытах от 41,0 гр. до 416,0 грамм. Весы были таковы, что максимальная ошибка опытов достигала0,024 миллиграмма, так 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 химических реакциях взаимодействия двух тел 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 Ландольтом 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 произведенных 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.