질량불변의 법칙이란?

Home - SCIENCE WAVE

 

 

라부아지에(Lavoisier)의 '질량불변의 법칙'

 

 

프랑스의 앙트왕 라부아지에(Antoine Lavoisier 1743-1794)는 ‘화학의 아버지’로 불린다. 그가 살았던 당시까지 사람들은 고대의 ‘4원소설’을 믿어 물과 공기를 원소라고 생각하고 있었다. 라부아지에는 물과 공기가 모두 화합물이라는 것을 처음으로 증명했다. 한편 당시 사람들은 “물질이 연소하면 플로지스톤이라는 질량이 없는 물질이 생성된다.”고 믿고 있었다. 그러나 그는 100여 년 동안 지배해온 플로지스톤설(Phlogiston theory)을 부정했다.  

 

라부아지에는 23살에 프랑스 왕립과학아카데미 회원으로 선출되었으며, 사업 이익금으로 거대한 화학실험실을 집 뒤뜰에 마련했다. 그의 실험실은 유럽과 미국 등지의 저명한 학자들의 집합장소이기도 했다.

 

그는 공기 중에서 금속을 가열하면 질량이 증가한다는 사실을 증명했으며, 동물과 식물이 호흡할 때 산소가 어떤 역할을 하는지에 대해 설명하기도 했다. 그는 물질이 연소하는 현상은 연료와 산소가 결합하는 화학반응이고, 금속이 녹스는 것은 산소와 금속의 화학반응이 일어난 결과라고 밝혔다. 그는 화학변화가 일어나기 전후의 물질의 질량을 화학천칭(정밀한 저울)을 사용하여 비교해본 결과, 마침내 ‘질량불변의 법칙’(Law of Conservation of Mass)을 발견했다.

 

“화학반응에서는 반응 전 물질의 전체 질량과 반응 후 생성물질의 전체 질량은 같다.”

 

화학반응이 일어날 때, 물질의 상태는 변할지라도 새롭게 질량이 창조되거나 소멸되지는 않는다는 것은 오늘날에도 변함는 자연법칙이다.  라부아지에는 물이 산소와 수소의 화합물이라는 사실과, 공기는 질소와 산소 외에 다른 기체가 혼합되어 있다는 사실도 밝혔다. 그는 여러 가지 원소의 이름을 지었으며, 화학용어의 기초 체계를 세우기도 했다.

 

라부아지에는 큰 재산과 과학자로서의 명예 때문에 1792년 자코뱅당이 혁명을 일으켜 권력을 장악했을 때 재판을 받게 되었다. 재판정에서 그는 “나는 정치에 관여한 사실이 없으며, 세금 징세관으로서 얻은 수입은 모두 화학실험에 사용했다. 나는 과학자이다.”라고 주장했다. 그러나 혁명재판부는 “프랑스 공화국에는 과학자가 필요 없다. 정의만이 필요하다.”고 하여 그를 단두대로 보냈다. 라부아지에가 죽고 2달 후에는 혁명정부는 무너지고, 당수와 다른 혁명 지도자들도 단두대에 올랐다.

 

 

 

 

공기의 부피에 대한 '샤를의 법칙'이란?