Sebelum memulai dengan uraian tentang hukum kekekalan materi, ada baiknya mendefinisikan istilah materi .
Materi disebut segala sesuatu yang menempati tempat dalam ruang. Dalam kebanyakan kasus, materi dapat dirasakan atau diukur dengan metode yang berbeda.
Deskripsi materi yang diberikan oleh fisika cararn mencakup setiap entitas, bidang, atau diskontinuitas yang diterjemahkan ke dalam fenomena nyata yang memiliki kontinuitas melalui ruang-waktu, kecepatannya sama dengan atau kurang dari kecepatan cahaya, dan dapat dikaitkan dengan energi tertentu..
Hari ini diketahui bahwa semua materi memiliki energi, tetapi tidak semua memiliki massa.
Materi massa terdiri dari molekul, atom, dan partikel subatom.
Contoh materi non-massa adalah foton yang menyusun cahaya, radiasi elektromagnetik, dan lain-lain.
Hukum kekekalan materi
Pada tahun 1745, Mikhail Lomonosov menyatakan hukum kekekalan materi sebagai berikut: Dalam reaksi kimia biasa di mana massa tetap tidak berubah, yaitu, massa yang ada dalam reaktan sama dengan massa yang ada dalam produk. Pada tahun yang sama, dan secara independen, ahli kimia Antoine Lavoisier mengusulkan bahwa “materi tidak diciptakan atau dihancurkan, itu hanya berubah”. Inilah sebabnya mengapa hukum kekekalan materi sering dikenal sebagai hukum Lavoisier-Lomonosov.
Para ilmuwan ini mengacu pada materi massa. Kemudian diamati bahwa dalam beberapa reaksi nuklir ada variasi kecil dalam massa. Namun, variasi ini dijelaskan oleh teori relativitas Einstein, yang mengusulkan kesetaraan antara massa dan energi. Dengan cara ini, variasi massa dalam beberapa reaksi nuklir akan dilengkapi dengan variasi energi, dalam arti sebaliknya, sehingga jika penurunan massa diamati, itu telah diubah menjadi energi, dan jika massa meningkat, adalah bahwa energi diubah menjadi massa.
Dengan mempertimbangkan hukum kekekalan materi, ketika kita menulis persamaan kimia, kita harus menyesuaikannya agar sesuai dengan hukum ini. Jumlah atom dalam reaktan harus sama dengan jumlah atom dalam produk. Persamaan persamaan dicapai dengan menempatkan indeks stoikiometrik di depan setiap molekul. Indeks stoikiometri adalah angka dikalikan dengan atom-atom zat di depannya yang ditempatkan.
Ambil contoh reaksi kimia pembentukan amonia dari nitrogen dan hidrogen.
N 2 + H 2 —–> NH 3
Kami mengamati bahwa dalam reaktan ada dua atom nitrogen dan dua atom hidrogen, sedangkan dalam produk hanya ada satu atom nitrogen dan tiga atom hidrogen. Agar persamaan kimia memenuhi hukum kekekalan materi, kita harus menambahkan koefisien stoikiometri, sebagai berikut:
N 2 + 3H 2 ————-> 2NH 3
Dengan demikian kita mencapai bahwa jumlah atom adalah sama di kedua sisi persamaan. Artinya dua atom atau dua mol nitrogen akan bereaksi dengan tiga atom atau mol hidrogen membentuk dua atom atau mol amonia. Ketika koefisien stoikiometrik adalah satu, itu tidak ditulis.