Behoud van massa
Verbrand 16.04 g methaan in 64.00 g zuurstof en je krijgt 44.01 g koolstofdioxide en 36.03 g water: zowel ervoor als erna 80.04 g.
Sleep om te draaien. Scroll of knijp om te zoomen.
Een houtblok weegt een paar kilogram, maar de as weegt na het verbranden veel minder. Een spijker die buiten ligt, wordt door roesten juist zwaarder. Eeuwenlang leken deze feiten te betekenen dat materie bij sommige reacties verdween en bij andere ontstond. Beide blijken op dezelfde vergissing te berusten: de weegschaal woog de gassen niet mee. Rook en koolstofdioxide verlaten het vuur, terwijl zuurstof uit de lucht zich met het ijzer verbindt.
Lavoisier en de afgesloten kolf
Tegenwoordig heet dit de wet van behoud van massa, of van materie: wanneer de ene soort materie in een andere verandert, is er geen meetbare verandering in de totale hoeveelheid. Een kloppende vergelijking drukt dezelfde wet uit in atomen. Bij een chemische reactie ontstaan of verdwijnen geen atomen. Als het aantal atomen klopt, moeten de massa’s dus ook kloppen.
Van atomen naar grammen
Om een vergelijking in massa’s om te rekenen, tellen chemici in mol. Eén mol bevat 6.02214076 × 10²³ deeltjes, een exact vastgelegd getal in het internationale eenhedenstelsel. De massa van één mol van een stof, de molaire massa, is de som van de atoomgewichten in de formule, uitgedrukt in gram. Met de IUPAC-atoomgewichten 1.008 voor waterstof, 12.011 voor koolstof en 15.999 voor zuurstof heeft methaan CH₄ een massa van 12.011 + 4 × 1.008 = 16.043 g per mol. Voor O₂ is dat 31.998 g, voor CO₂ 44.009 g en voor H₂O 18.015 g.
Lees CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O nu in mol. Eén mol methaan, 16.043 g, reageert met twee mol zuurstof, 63.996 g: samen 80.039 g. De producten zijn één mol CO₂, 44.009 g, en twee mol water, 36.030 g. Ook dat is samen 80.039 g. Beweeg de hoeveelheidschuif in het lab: beide kolommen groeien samen en hun totalen blijven altijd gelijk.
Waarom open houders de wet lijken te overtreden
Kies calciumcarbonaat in het lab. Bij sterke verhitting wordt 100.09 g ervan omgezet in 56.08 g calciumoxide en 44.01 g koolstofdioxidegas. In een afgesloten houder geeft de weegschaal aan het einde 100.09 g aan. Met het deksel open ontsnapt het gas en blijft slechts 56.08 g op de weegschaal over. Zuiveringszout en azijn verliezen op dezelfde manier de massa van de koolstofdioxidebellen. Tin doet het omgekeerde: in een open houder neemt het zuurstof uit de lucht op en wordt het zwaarder, precies zoals Lavoisier mat. Telkens is de ontbrekende of extra massa een gas, en zijn alle atomen nog terug te vinden.
- Wat is de molaire massa van water, H₂O, afgerond op één decimaal?
- 16.04 g methaan verbrandt in 64.00 g zuurstof. Wat is de totale productmassa in gram?
- Verhitting van 100.09 g CaCO₃ geeft 56.08 g CaO. Hoeveel gram CO₂ ontstaat?
- Waarom laat brandend hout lichtere as achter?
- Gassen zoals CO₂ ontsnappen naar de lucht
- Het vuur vernietigt massa
- Warmte heeft een negatieve massa
- As bestaat uit nieuwe atomen
- Tin wordt bij verhitting in een open houder zwaarder doordat…
- Het zich met zuurstof uit de lucht verbindt
- Warmte massa toevoegt
- Tinatomen zich splitsen
- Er water op condenseert
- In welk jaar verscheen Lavoisiers Traité élémentaire de chimie?
- Hoeveel deeltjes bevat één mol?
- 6.02214076 × 10²³
- 1,000
- 6.02 × 10¹⁰
- 100
- 2 mol H₂ reageren volledig met O₂ (2H₂ + O₂ → 2H₂O). Hoeveel gram water ontstaat ongeveer?
- Zuiveringszout en azijn reageren in een open beker. Daarna geeft de weegschaal…
- Minder aan, doordat CO₂ ontsnapt
- Meer aan, doordat schuim zwaar is
- Precies evenveel aan
- Nul aan
- De totale massa is voor en na een reactie gelijk (Lavoisier, 1789).
- Molaire massa = som van de atoomgewichten in gram; één mol bevat 6.02214076 × 10²³ deeltjes.
- Open houders verliezen of krijgen gassen. Daardoor verandert de weegschaal, terwijl alle atomen behouden blijven.
Bronnen van deze cursus (14)
- OpenStax Chemistry 2e (openstax.org/books/chemistry-2e): 1.2 law of conservation of matter, 1.3 chemical change (rust, combustion, cooking and rotting)
- 4.1 balancing by inspection (CH4 + 2O2, 2H2O to 2H2 + O2, 2N2 + 5O2 to 2N2O5)
- 4.2 precipitation (PbI2 from KI and Pb(NO3)2, AgCl insoluble)
- redox (Na + Cl2, copper wire in silver nitrate)
- combustion, 5.1 specific heat of water 4.184 J/g °C, 5.3 enthalpy (ΔH < 0 exothermic; ΔHc CH4 −890.8, H2 −285.8, ethanol −1366.8, methanol −726.1 kJ/mol; 1.00 L isooctane 33,100 kJ; ozone formation endothermic)
- 12.2 factors affecting rates (sodium and iron in air, calcium and sodium in water, sawdust, rate roughly doubles per 10 °C, phosphorus in pure oxygen, air about 20% oxygen, H2O2 decomposition)
- 12.5 collision theory and Arrhenius equation (R = 8.314 J/mol/K, catalytic converters)
- 12.7 catalysis and enzymes
- NIST Chemistry WebBook methane ΔcH°gas −890.7 ± 0.4 kJ/mol (webbook.nist.gov)
- NIST CODATA Avogadro constant 6.022 140 76 × 10²³ mol⁻¹ exact (physics.nist.gov)
- IUPAC CIAAW abridged standard atomic weights (H 1.0080, C 12.011, N 14.007, O 15.999, Na 22.990, Ca 40.078, Fe 55.845, Sn 118.71; ciaaw.org)
- ACS International Historic Chemical Landmark, The Chemical Revolution of Antoine-Laurent Lavoisier (acs.org, Traité élémentaire de chimie 1789, quotation on conservation of mass)
- Lavoisier, memoir on the calcination of tin in closed vessels, Mémoires de l'Académie Royale des Sciences for 1774, published 1777 (via web.lemoyne.edu/giunta/classicalcs/lavoisier.html)
- PubChem sodium bicarbonate and acetic acid pages (pubchem.ncbi.nlm.nih.gov).
Geraadpleegd: 2026-10-17