질량 보존 법칙

Law of Conservation of Mass

화학 반응에서는 원자가 재배열될 뿐 새로 생기거나 사라지지 않아서, 반응 전 총 질량과 반응 후 총 질량이 같아요. 레고로 집을 만들었다가 자동차로 바꿔도 블록 수가 그대로인 것과 같은 이치예요. 열린 계에서 기체가 빠져나가면 질량이 줄어 보이지만, 그 기체를 포함하면 질량은 여전히 보존돼요. 이 페이지에서는 양팔저울 위 반응 전후를 비교하며 질량이 어떻게 지켜지는지 확인해 봐요.

화학 반응에서 질량은?

⚖️ 직관: 레고 블록 재조립

①레고로 집을 만들었다가 자동차로 바꿔 조립해도

②블록 수는 변하지 않는다

③화학 반응도 마찬가지! 원자가 재배열될 뿐 사라지거나 생기지 않는다

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왜 질량이 보존될까?

🔬 원자 수 보존

①화학 반응 = 원자들의 재배열

②새로운 원자가 생기거나 사라지지 않는다

③따라서 반응 전후 원자의 종류와 수가 같다

④결과적으로 총 질량도 같다

총정리

질량 보존 법칙

반응 전 총 질량 = 반응 후 총 질량

라부아지에가 정밀한 실험으로 증명 (1774년)

🎯 시험 포인트

①질량 보존 = 반응 전후 총 질량 동일

②원인: 원자의 종류와 수가 보존

③열린 계에서 기체 발생 시 질량이 줄어 보이지만 기체 포함 시 동일

④앙금 반응, 연소 반응 모두 질량 보존

⑤라부아지에가 밀폐 용기 실험으로 확인

예제와 단원평가

예제 1

밀폐 용기 안에서 강철솜 56 g이 산소 16 g과 완전히 반응하여 산화철이 되었다. 생성된 산화철의 질량은 얼마인가?

질량 보존 법칙에서 반응 전 총 질량 = 반응 후 총 질량이다.

반응 전 총 질량 = 56 g + 16 g = 72 g 이므로, 생성된 산화철도 72 g이다.

▸ 72 g (56 + 16 = 72, 질량 보존)

원자가 재배열될 뿐 사라지거나 생기지 않으므로 총 질량은 일정하다.

예제 2

열린 그릇에서 나무를 태우면 재의 질량이 처음 나무보다 작아 보인다. 질량 보존 법칙에 어긋나는 것일까?

연소에서 나무는 산소와 반응해 이산화탄소와 수증기 같은 기체를 만들어 공기 중으로 빠져나간다.

빠져나간 기체까지 모두 모으면 (나무 + 산소)의 질량 = (재 + 기체)의 질량으로 보존된다.

▸ 어긋나지 않음. 빠져나간 기체를 포함하면 반응 전후 질량이 같다

열린 계에서는 기체 출입 때문에 질량이 변한 것처럼 보일 뿐이다.

단원평가 유형

질량 보존 법칙에 대한 설명으로 옳은 것은?

①화학 반응이 일어나면 원자가 새로 생기거나 사라진다

②밀폐 용기 속 반응에서는 반응 전후 총 질량이 같다

③앙금 생성 반응에서는 질량이 보존되지 않는다

④열린 그릇에서 기체가 발생하면 질량 보존 법칙이 깨진다

⑤질량 보존 법칙은 물리 변화에서만 성립한다

▸ ② 밀폐 용기 속 반응에서는 반응 전후 총 질량이 같다

화학 반응은 원자의 재배열이라 원자가 새로 생기거나 사라지지 않고(①X), 앙금 반응에서도 질량은 보존된다(③X).

열린 그릇에서 기체가 빠져나가도 기체를 포함하면 질량은 보존되며(④X), 질량 보존은 화학 변화에서도 성립한다(⑤X). 밀폐 용기 반응에서 반응 전후 총 질량은 같다(②O).