Conservation de masse

Tout d’abord, c’est une loi fondamentale de la chimie et de la physique qui a été prouvé par Lavoisier au cours de différentes expériences

 

C’est en septembre 1772 que Lavoisier va découvrir la conservation de la masse, en réalisant l’expérience suivante.

Il prit 30.5 grammes (ce qui correspond à l’époque à une once) de phosphore de symbole (P) mais ce phosphore était pur donc de couleur blanche soit du P4(s). Il pèse le phosphore et la bouteille dans laquelle va être mis le phosphore puis le phosphore dans la bouteille fermé hermétiquement donc aucune chance pour que du gaz s’échappe. Il va calciner le phosphore mis dans la bouteille à l’aide d’une loupe pour concentrer les rayons de lumière sur la bouteille, il remarqua qu’une partie du phosphore se transforme en fumée c’est donc du gaz soit du pentoxyde de phosphore (P4O10(g)) ce gaz se condense lorsque la bouteille refroidi pour se transformer en flocons, on en déduit donc qu’il y a présence de molécule d’eau car n’oublions pas que le pentoxyde de phosphore est hygroscopique soit qu’il capte l’humidité de l’air dans le cas suivant pour se transformer en acide phosphorique (H3PO4(aq)).

 

Equation bilan sur la formation du pentoxyde de phosphore : P4(s) + 5O2(g) = P4O10(g)

 

Equation bilan sur la formation de l’acide phosphorique : P4O10(g) + 6H2O(l) = 4H3PO4 (aq)

 

Lavoisier remarqua la présence d’un liquide, l’acide phosphorique, de plus il pesa de nouveau la bouteille et remarque qu’elle a pris 0,3g. Lavoisier se posa à une question : "D'où vient le supplément? Vient-il de l'humidité de l'air?". Pour le savoir il dilua les flocons d’acide phosphorique dans de l’eau et pèse le tout puis il réalise le même volume d’eau et le pèse, il remarque une différence de 0,6g donc l’acide phosphorique obtenue pèse environ 0,6g. Pour Lavoisier la seule explication possible est que l’air de la bouteille aurait diminué, pour en être sûr il réalise la même expérience précédente mais avec du soufre (S(s)) qu’il fait calciner dans une bouteille de même volume. Il observe la formation d’un gaz le dioxyde de soufre anhydre sulfureux (SO2(g)) celui-ci s’oxyde pour former du trioxyde de soufre (SO3 (aq)) qui lui va capter des molécules d’eau dans l’air de la bouteille pour former de l’acide sulfurique (H2SO4 (aq)), à l’époque étant appeler acide vitriolique.

 Equation bilan sur la formation du dioxyde de soufre anhydre sulfureux : S(s) + O2(g) = SO2(g)

 Equation bilan sur la formation du trioxyde de soufre : SO2(g) + O = SO3 (aq)

 Equation bilan sur la formation de l’acide sulfurique : SO3 (aq) + H2O(l) = H2SO4 (aq)

 

Il pèse l’acide sulfureux dilué dans de l’eau et fait de même avec un même volume d’eau, il trouve le poids de l’acide sulfureux et le poids de la bouteille a augmenté, il est désormais sûr que l’air a diminué.

Il en conclue que "Cette augmentation de poids vient d'une quantité prodigieuse d'air qui se fixe pendant la combustion et se combine avec les vapeurs."

 Il a découvert le rôle de l’oxygène dans les réactions de combustion. De plus il montre que la conservation de la masse existe au cours d’une transformation chimique ainsi que celle de la conservation du nombre des éléments chimiques au cours d’une transformation chimique.

C’est en 1777, qu’Antoine Lavoisier énonce cette loi devant l’Académie des sciences dont cette citation est restée célèbre :

« Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme. »

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