안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
질량보존의 법칙은 18세기 후반 프랑스의 화학자 라부아지에가 정밀한 저울을 이용해 밀폐 용기 안에서 연소 반응 전후의 질량을 직접 측정해 내면서 이론으로 정립되었습니다. 좀 더 자세히 설명해 드리겠습니다.
당시 유럽에서는 물질이 탈 때 플로지스톤이라는 입자가 빠져나간다는 플로지스톤설이 지배적이었지만, 라부아지에는 반응 과정에서 빠져나가는 기체나 들어오는 공기의 질량을 놓치기 때문에 질량 변화가 생기는 것처럼 보인다고 의심했습니다. 이에 따라 기체가 밖으로 새어 나가지 못하도록 한 다음 유리가열 기구 안에서 다양한 물질을 연소 실험을 진행하면서, 밀폐 용기 안에서 수은을 장시간 가열하여 붉은색 산화수은을 만들고, 이를 다시 더 높은 온도로 가열하여 수은과 산소 기체로 분해했습니다. 이 과정에서 줄어든 공기의 질량, 새로 결합한 산소의 질량, 생성된 산화물의 질량을 정밀 저울로 일일이 측정해 반응물 전체의 질량 합과 생성물 전체의 질량 합이 오차 범위 내에서 완전히 일치함을 확인했습니다.
그리고 라부아지에는 이 실험을 통해 1789년 자연의 모든 변화에서 물질은 만들어지거나 소멸하지 않으며, 단지 상태가 바뀔 뿐이라는 질량보존의 법칙을 공식 발표하게 되었습니다.