La ley de conservación de la masa: definición, ecuación y ejemplos

Definición de la ley de conservación de la masa

Imagina que entras en un sistema cerrado, una habitación que está perfectamente sellada donde nada puede entrar y nada puede escapar. En este sistema cerrado, enciendes una vela y la dejas arder, observando como parte de la cera parece desaparecer a medida que la llama viaja por la mecha. ¿A dónde va la cera? ¿Está realmente desapareciendo? La ley de conservación de la masa establece que en un sistema cerrado, la masa del sistema no puede cambiar con el tiempo. Mire nuestro ejemplo de la vela en la habitación cerrada. Aunque gran parte de la cera en sí ya no está presente en su forma original, toda la masa de la cera todavía está presente en la habitación, aunque en una forma diferente. Cuando se encendió la llama, el oxígeno gaseoso de la habitación reaccionó con la cera de la vela para producir vapor de agua y dióxido de carbono. Si concentrara los reactivos oxígeno y cera, equivaldría a la masa de los productos agua y dióxido de carbono. Podemos recordar la ley de conservación de la masa con esta simple afirmación:

• La masa de los reactivos debe ser igual a la masa de los productos.

Lamentablemente para los fanáticos de la magia, cualquier cosa que tenga masa, incluida la materia y la energía, no se puede crear ni destruir. Eso significa que la masa no puede simplemente aparecer de la nada e igualmente no puede desaparecer. Sin embargo, la materia puede cambiar de forma, dando la ilusión de nada a partir de algo o viceversa, pero la masa de la materia es siempre la misma antes y después del cambio. Si 22 gramos de reactivos entran en una reacción química, entonces se deben producir 22 gramos de productos.

Importancia

El descubrimiento de la ley de conservación de la masa ayudó a convertir la química en la ciencia respetable que es hoy. La química tiene sus cimientos en la alquimia, una protociencia que valora mucho la magia y el misticismo. Con el advenimiento de la ley de conservación de la masa, los químicos tomaron el misterio y la ilusión de la alquimia y aportaron predictibilidad y confiabilidad a la ciencia de la química. La ley de conservación de la masa es muy importante para el estudio y la producción de reacciones químicas. Si los científicos conocen las cantidades e identidades de los reactivos para una reacción en particular, pueden predecir las cantidades de productos que se fabricarán. Los fabricantes de productos químicos pueden aumentar la eficiencia aplicando la ley de conservación de la masa a sus prácticas de laboratorio.

Ejemplos

Imagina que estás encendiendo tu parrilla de gas para la primera barbacoa de verano. El propano de su tanque de gas pesado reacciona con el oxígeno en el aire, generando una llama azul caliente. Los productos de esta reacción son vapor de agua y gas dióxido de carbono.

Si capturara todo el vapor de agua y el dióxido de carbono que se producen al asar la comida, la masa total sería igual a la del propano y el oxígeno que entraron en la reacción. Si se utilizan 100 gramos de propano y oxígeno, se producen 100 gramos de vapor de agua y dióxido de carbono. En otro escenario, dejas que un cubo de hielo de 10 gramos se derrita dentro de un recipiente cerrado en un día caluroso. Aunque el cubo de hielo cambiará gradualmente de forma, de líquido a vapor, la masa del recipiente nunca cambiará. Incluso una vez completamente vaporizado, la masa de agua en el sistema será de 10 gramos.

Ecuaciones

La ley de conservación de la masa se observa en una ecuación química balanceada , que es una ecuación química que muestra que toda la masa se conserva durante la reacción. En una ecuación química balanceada, el número y los tipos de átomos en cada lado de la ecuación deben ser iguales. Las ecuaciones químicas que no obedecen a la ley de conservación de la masa se conocen como ecuaciones no balanceadas o ecuaciones esqueléticas . Esta ecuación química no obedece a la ley de conservación de la masa:

Sabemos que esta ecuación está desequilibrada porque el número y los tipos de átomos no son los mismos en ninguno de los lados de la ecuación. Por ejemplo, en el lado de los reactivos hay tres átomos de carbono, mientras que en el lado de los productos solo hay uno. Hay ocho hidrógenos en el lado de los reactivos y solo dos en el lado de los productos. En comparación, la siguiente ecuación hace obedecer la ley de conservación de la masa.

Observe en la ecuación anterior que se han agregado coeficientes delante de cada especie química. Estos coeficientes son como los que se ven en matemáticas; el número del coeficiente modifica el número de átomos o moléculas de cada tipo presentes para que ocurra la reacción. Sabemos que esta ecuación está equilibrada porque el número y los tipos de átomos son los mismos en ambos lados. Hay tres átomos de carbono en cada lado, ocho hidrógenos y diez oxígenos.

Resumen de la lección

La ley de conservación de la masa establece que en un sistema cerrado, la masa del sistema no puede cambiar con el tiempo. Podemos recordar la ley de conservación de la masa con esta simple afirmación:

• La masa de los reactivos debe ser igual a la masa de los productos.

La ley de conservación de la masa se observa en una ecuación química balanceada , que es una ecuación química que muestra que toda la masa se conserva durante la reacción. Las ecuaciones químicas que no obedecen a la ley de conservación de la masa se conocen como ecuaciones no balanceadas o ecuaciones esqueléticas .

Conservación de vocabulario y definiciones masivas

• Ley de conservación de la masa : esta ley establece que la masa de un sistema no puede cambiar con el tiempo dentro de un sistema cerrado.
• Ecuación química equilibrada : cuando una masa sufre una reacción química, esta ecuación química muestra que toda la masa se conserva.
• Ecuación no balanceada / Ecuaciones esqueléticas : Estas ecuaciones químicas aparecen cuando la reacción química en una masa no obedece a la ley de conservación de la masa.

Los resultados del aprendizaje

Una vez finalizada esta lección, los estudiantes deberían poder:

• Definir la ley de conservación de masa.
• Explicar ecuaciones químicas balanceadas y ecuaciones no balanceadas.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador