화학 반응이 일어나면 물질이 바뀌기 때문에 질량도 바뀔 것 같지만, 실제로는 질량이 변하지 않습니다. 이것이 바로 질량보존의 법칙입니다. 이번 시간에는 다양한 실험과 사례를 통해 이 법칙을 쉽게 이해해보겠습니다.
✅ 지구의 질량은 변할까?
지구 인구는 70년 전 25억 명에서 현재 75억 명 이상으로 늘었지만, 지구의 질량은 거의 변하지 않았습니다. 왜냐하면 새로운 질량이 생기지 않고, 기존 물질의 형태만 변할 뿐이기 때문입니다.
✅ 종이를 태우면 질량이 줄어드는 이유?
예를 들어 종이 2g을 태우면 남는 재는 1g 정도입니다. 나머지 1g은 어디 갔을까요?
→ 공기 중으로 날아간 이산화탄소와 수증기 때문입니다. 따라서 이 기체까지 포함해서 무게를 측정하면, 원래 질량 2g과 동일합니다.
✅ 연소 반응과 질량보존
연소란? → 산소와 결합하는 화학 반응입니다.
예) 철 솜 5g을 태웠더니 7g이 되었다면?
→ 공기 중 산소가 철과 결합하여 2g이 더해진 것입니다.
즉, 철솜(5g) + 산소(2g) → 산화철(7g)
✅ 질량보존의 법칙 정의
화학 반응이 일어나기 전과 후의 질량은 항상 같다.
→ 반응물의 총 질량 = 생성물의 총 질량
이는 모든 화학 반응에서 예외 없이 적용됩니다.
✅ 수용액 반응 예시
탄산나트륨 수용액 + 염화칼슘 수용액 → 반응 후 흰색 고체 생성
반응 전 질량: 300g → 반응 후 질량: 여전히 300g
왜일까요?
→ 탄산이온과 칼슘이온이 만나 탄산칼슘(CaCO₃)이라는 고체를 형성
→ 나머지 이온들은 그대로 남아 있음
→ 이온의 수와 종류는 변하지 않기 때문에 총 질량은 보존됩니다.
✅ 핵심 요약
- 화학 반응 전과 후의 질량은 항상 같다.
- 연소 반응이든 이온 반응이든 질량보존의 법칙은 반드시 성립.
- 질량이 줄거나 늘어난 것처럼 보일 수 있으나, 눈에 보이지 않는 기체 등까지 포함하면 항상 같음.
🔍 마무리
질량보존의 법칙은 모든 화학 반응의 기본이 되는 중요한 개념입니다. 화학 반응식의 계수를 맞추는 것도 이 법칙을 기반으로 하고 있습니다. 이 원리를 이해하고 있으면 복잡한 실험도 원리적으로 접근할 수 있게 됩니다.
