質量保存の法則
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質量保存の法則(しつりょうほぞんのほうそく)は、「化学反応前後で関与する元素の種類とおのおのの量は変わらない」という法則である。元素は固有の質量を持つので、「化学反応の前後で系の総質量は変らない」と言い換えることができる。
フランスの科学者、アントワーヌ・ラヴォアジエが元素の概念と共に提唱した化学における保存則である。この考えから出発して、定比例の法則あるいは倍数比例の法則が発見され、ひいては分子あるいは原子の概念と化学量論が確立した。これらのことから、質量保存の法則の提唱者であるラヴォアジエは「近代化学の父」と呼ばれる(彼は近代のみ特有に存在した万能科学者であり、業績は化学だけではない点に留意いただきたい)。
ラヴォアジエ以前は四大元素やフロギストンというものがあり、それらの混成具合によって多様な物性をあらわすのだと考えられていた。それゆえ、混成具合を変えれば卑金属から貴金属が得られると考えたのが錬金術である。それに対してラヴォアジエは酸素をはじめとして30余種の単体が分離分割不能な元素であると考え(実際にはそれらも分子なのであるが)、それらの量は化学反応の前後で変化しないと主張した。言い換えると、化学反応によって元素が分裂して増加したり、消滅して減少したり、他の元素に転化したりしないと言ったのである。
英語では "Law of Conservation of Matter"(物質不変の法則)ないしは "Law of Conservation of Mass"(質量保存の法則)と混用されているが、前述のとおりこれらは同じことがらを視点を変えて述べているに過ぎないと言える(日本語では両者とも「質量保存の法則」と訳する)。
物理学の領域においてニュートン力学(古典力学)では系全体の質量の和が一定であること仮定しているので、このことを指して質量保存の法則と称する場合がある。しかし通常、物理学では質量保存の法則を保存則には含めない。
また特殊相対性理論から導き出される結論で、質量・エネルギー等価原理(相対論的エネルギー)があり、これは核反応生成物の質量欠損を説明する。したがって物理学においては、質量・エネルギー等価原理を踏まえた上で、系内でエネルギー保存則が成立していると考える。