مقدمه

آزمایش های آنتوان لاوازیه، شروع یک انقلاب در علم شیمی است. این آزمایش ها را می توان سرآغاز علم شیمی جدید دانست. او با توجه به نتایج آزمایش های کمی به توضیح پدیده های شیمیایی دست یافت و نظریه فلوژیستون را در توجیه فرایندهای شیمیایی برانداخت.

قانون بقای جرم

قانون بقای جرم می گوید که در جریان یک واکنش شیمیایی تغییری در جرم ، که قابل تشخیص باشد روی نمی دهد.

تا قبل از قرن هجدهم میلادی اصل بقای جرم و اصل بقای انرژی، دو اصل کلی و مستقل بودند که پایه های دانش را تشکیل می دادند.

در نیمه دوم قرن هجدهم میلادی لاوازیه دانشمند فرانسوی پس از یک سلسله تجربیات دریافت که مقدار جرم ماده که در فعل و انفعالات شیمیایی دخالت دارند همواره ثابت می ماند و این مشخصه مواد رادر قانون زیر به نام قانون بقای جرم خلاصه نمود.

در محدوده فیزیک کلاسیک؛  در دستگاه های منزویهیچ جرمی از بین نمی رود و هیچ جرمی نیز به خودی خود و بدون جرم دیگر به وجود نمی آید و یا به عبارت دیگر مقدار جرم مادی که در عالم وجود دارد همواره ثابت است. اصل بقای انرژی می گوید انرژی هر دستگاه معین مقدار ثابتی دارد. نه می توان انرژی را خلق کرد و نه آن را از بین برد فقط انرژی از شکلی به شکل دیگر تغییر می کند . 

 با وجود تغییراتی که ممکن است در دیگر کمیت های دستگاه (مثل انرژی ،حجم ودما ) رخ دهد، جرم کل دستگاه به شرط منزوی بودن ثابت خواهد بود. یعنی این که جرم نمی تواند آفریده شود و یا از بین برود، یا تولید و یا نابود شود. به عبارت دیگر می توان گفت که جرم خاصیت زوال ناپذیر ماده است که در تغییرات شیمیایی ماده همواره ثابت می ماند. تنها از ماده ای به ماده دیگر منتقل می شود به طور کلی در هیچ تغییری جرم ماده از بین نمی رود و یا به وجود نمی آید. به طوری که جرم کل جهان همواره ثابت می ماند.

البته سیستم هایی وجود دارند که جرم آن ها درطول زمان تغییر می کند. به عنوان مثال اگر حرکت موشک را در نظر بگیریم. موشک قبل از پرتاب دارای یک مقدار جرم کل خواهد بود . اما بعد از پرتاب سوخت موشک مصرف می شود بنابراین جرم سیستم موشک در این لحظه با جرم آن قبل از پرتاب متفاوت خواهد بود. پس سیستم بقا نخواهد داشت. با این حال اگر موشک و گازهای خارج شده از آن را کلا به صورت یک سیستم فرض کنیم در این صورت نیروهایی که گازها ی خارج شده و موشک به یکدیگر وارد می کنند، در حکم نیروهای داخلی بوده و شرط منزوی بودن سیستم برقرار می شود و باز جرم بقا خواهد داشت.

 درحالتی که سرعت جسم نزدیک به سرعت نورباشد، دراین صورت دیگر در قلمرو فیزیک کلاسیک نخواهیم بود و لذا قانون بقای جرم نقض می شود .

 قانون بقای جرم - انرژی: گفتیم که اگر سرعت جسمی بتواند نزدیک به سرعت نور برسد، در این صورت از محدوده فیزیک کلاسیک خارج خواهیم شد. در این حالت قوانین بقای جرم وانرژی نقض می شود، ودر عوض یک قانون واحد به نام قانون بقای جرم- انرژی بیان می شود. براین اساس هرگاه تغییری در مقدار جرم صورت گیرد، این تغییر به وسیله تغییر انرژی جبران می شود.

 به عنوان مثال اگر جرم کاهش یابد، در این صورت به اندازه تغییر جرم انرژی تولید می شود و برعکس، اگرجرم افزایش یابد، مقداری انرژی به جرم تبدیل شده است. هم ارزی بین جرم و انرژی اولین بار توسط اینشتن در نظریه نسبیت بیان شد. در مورد تبدیلات هسته ای نیز هم ارزی بین جرم وانرژی حاکم است.

لاوازیه اعلام کرد که تغییرات انرژی در واکنش های شیمیایی معمولی ممکن است در نتیجه تغییر جرم باشد ولی این گونه تغییرات جرمی بسیار کمتر از آن است که از طریق آزمایش قابل تشخیص باشد ازاین رو قانون بقای جرم همان طوری که بیان شد ، برای تمام واکنش ها معتبر است  به استثناء واکنش هایی که با تغییرات هسته ای همراه باشند