En una reacción química los átomos solo cambian de pareja; no se crean ni se destruyen, así que la suma de las masas de todo lo que había antes de la reacción es igual a la suma de las masas de todo lo que queda después.
Es como desarmar una casa de Lego y montar con ella un coche: las piezas son exactamente las mismas.
En un recipiente abierto, el gas que se forma puede escaparse al aire y parece que la masa baja, pero si también se pesa ese gas el total no cambia.
La balanza de abajo tiene las sustancias iniciales en el platillo izquierdo y los productos en el derecho, y la barra queda horizontal.
¿Qué le pasa a la masa en una reacción?
⚖️ Se reordenan las piezas, no cambia su número
①Si desarmas una casa de Lego y montas un coche, la forma es completamente distinta
②Pero todas las piezas siguen ahí, así que juntas pesan lo mismo que antes
③En una reacción química las piezas son los átomos, y la reacción solo los agrupa de otra manera
Comparar los dos platillos de una balanza
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Balanza de brazos iguales con los reactivos en el platillo izquierdo y los productos en el derecho, con la barra horizontal
Por qué se conserva la masa
🔬 Los mismos tipos de átomos, en el mismo número
①Una reacción forma sustancias nuevas porque los átomos cambian de pareja
②Ningún átomo aparece ni desaparece, así que antes y después hay los mismos tipos de átomos y en el mismo número
③Cada átomo tiene una masa fija, de modo que la masa total también es la misma
④En 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃ los dos lados tienen 4 átomos de hierro y 6 de oxígeno
⑤En un recipiente abierto puede entrar o salir gas y parece que la masa cambia; si se cuenta ese gas, los totales coinciden
Resumen
Ley de conservación de la masa
Masa total antes = Masa total después
La demostró Lavoisier pesando con precisión reacciones en recipientes cerrados (1774)
🎯 Lo que suele preguntarse
①La masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos
②Se debe a que no cambian ni los tipos ni el número de átomos
③En un recipiente cerrado la masa total no cambia aunque se forme un gas
④En un recipiente abierto, el gas que se escapa hace bajar la masa y el oxígeno que se toma del aire la hace subir
⑤Se cumple tanto en las reacciones de precipitación como en las combustiones
Ejemplos y evaluación de la unidad
Ejemplo 1
En un recipiente cerrado, 56 g de lana de acero reaccionan por completo con 24 g de oxígeno y forman óxido de hierro (Fe₂O₃). ¿Qué masa de óxido de hierro se forma?
1
En un recipiente cerrado no entra ni sale nada, así que la masa total antes de la reacción es igual a la masa total después.
2
Antes de la reacción la masa total es 56 g + 24 g = 80 g. Al final solo queda óxido de hierro, así que su masa también es 80 g.
▸ 80 g
Es el caso del hierro en la balanza de arriba: 80 g en el platillo izquierdo, 80 g en el derecho y la barra horizontal.
Ejemplo 2
Al quemar madera en un recipiente abierto, la ceniza que queda es mucho más ligera que la madera. ¿Se ha incumplido la ley de conservación de la masa?
1
Al arder, la madera reacciona con el oxígeno del aire y forma dióxido de carbono y vapor de agua, gases que salen del recipiente abierto.
2
Si se recogen y se pesan todos esos gases, la masa de (madera + oxígeno que reaccionó) es igual a la de (ceniza + dióxido de carbono + vapor de agua).
▸ No. Sumando los gases que se escaparon, la masa antes y después es la misma
La lana de acero quemada al aire libre hace lo contrario y pesa más, porque toma oxígeno del aire. En los dos casos, si se cuenta el gas que entró o salió, la masa se conserva.
Evaluación de unidad
¿Cuál afirmación sobre la ley de conservación de la masa es correcta?
①Cuando ocurre una reacción química, los átomos aparecen o desaparecen de nuevo
②En una reacción dentro de un recipiente cerrado, la masa total antes y después es igual
③La masa no se conserva en una reacción de precipitación
④Si se produce gas en un recipiente abierto, se rompe la ley de conservación de la masa
⑤La ley de conservación de la masa solo se cumple en los cambios físicos
▸ ② En una reacción dentro de un recipiente cerrado, la masa total antes y después es igual
1
Una reacción química es una reorganización de átomos, así que ningún átomo aparece o desaparece (① falso), y la masa se conserva también en una precipitación (③ falso).
2
Aunque el gas escape de un recipiente abierto, la masa se conserva al incluir el gas (④ falso), y la conservación se cumple también en cambios químicos (⑤ falso); en una reacción en recipiente cerrado la masa total antes y después es igual (② correcto).