Massenerhaltungssatz

Der Massenerhaltungssatz, auch Gesetz der Massenerhaltung, ist ein fundamentales Prinzip der klassischen Physik und der Chemie. Er besagt, dass in einem abgeschlossenen System die Gesamtheit der Masse vor und nach jedem Prozess unverändert bleibt. Formal bedeutet dies, dass die Summe der Massen der Edukte einer Reaktion der Summe der Massen der Produkte entspricht. Messungen erfolgen typischerweise mit Waagen; Abweichungen ergeben sich aus Messfehlern oder aus dem Austritt oder Zuwachs von Stoffen aus dem System.

Der Satz geht auf Antoine Lavoisier im 18. Jahrhundert zurück. In seinen kontrollierten Experimenten zur Verbrennung zeigte er, dass sich die Masse der Reaktionspartner vor und nach der Reaktion nicht ändert. Dieses Ergebnis trug wesentlich zur Etablierung der modernen Chemie und zur Ablehnung der Phlogistontheorie bei.

Der Massenerhaltungssatz gilt grundsätzlich für chemische Reaktionen in geschlossenen Systemen sowie für viele Phasenänderungen ohne Materialaustausch. In offenen Systemen, in denen Materie mit der Umgebung ausgetauscht wird, gilt er in dieser einfachen Form nicht. In Kern- und Hochenergieprozessen kann sich die Masse durch Umwandlung von Bindungsenergie verändern; die Erhaltung gilt dort in Form der Gesamtenergie (Massenerhaltung in der Mass-Energie-Äquivalenz). Für alltägliche chemische Vorgänge bleibt die Masse jedoch praktisch konstant.

Anwendungen des Satzes liegen in der Stöchiometrie, beim Ausbalancieren chemischer Gleichungen, bei der Mengenberechnung, Qualitätssicherung und Reaktordesign. Er bildet die Grundlage für das Verständnis chemischer Reaktionen und deren Bewertung.