Ley de Conservación de la Masa
La ley de conservación de la masa establece que la materia no se crea ni se destruye en una reacción química; la masa de los reactivos es igual a la masa de los productos.
Formula
m_{\text{reactants}} = m_{\text{products}}
Definition
La ley de conservación de la masa dice que en una reacción química nada se pierde y nada se gana: la masa total de los reactivos siempre es igual a la masa total de los productos, porque los átomos se reorganizan pero nunca se crean ni se destruyen. Esto es exactamente la razón por la que las ecuaciones químicas deben estar balanceadas, y la ley fue establecida por Antoine Lavoisier a finales del siglo XVIII mediante mediciones cuidadosas hechas en recipientes sellados. Estrictamente, lo que se conserva es la masa-energía más que la masa por sí sola, ya que la energía liberada en una reacción corresponde a un cambio de masa $\Delta m = \Delta E/c^2$ que es demasiado pequeño para detectarse en la química ordinaria pero se vuelve medible en las reacciones nucleares, donde la ley debe replantearse como conservación de la masa-energía.
Example
Sellar bicarbonato de sodio y vinagre en una bolsa, pesarla, dejar que hagan efervescencia juntos, y pesarla de nuevo muestra la misma masa antes y después, aunque se produjo gas dentro. Quemar $12\text{ g}$ de carbono en $32\text{ g}$ de oxígeno produce exactamente $44\text{ g}$ de dióxido de carbono ($C + O_2 \rightarrow CO_2$), y un clavo de hierro que se oxida se vuelve más pesado solo porque el oxígeno del aire se ha unido al metal, no porque haya aparecido masa de la nada. La combustión de un mol de metano libera $890\text{ kJ}$, correspondiendo a una pérdida de masa de $\Delta m \approx 9.9 \times 10^{-12}\text{ kg}$, aproximadamente $10$ nanogramos de $80$ gramos, mientras que la fisión de un mol de uranio-235 pierde una cantidad medible de $0.2\text{ g}$.
Key Insight
Si una reacción parece perder masa, probablemente escapó un gas sin notarse; si parece ganar masa, algo del aire, usualmente oxígeno, se ha unido. Antes de Lavoisier, los químicos explicaban la combustión con una sustancia inventada llamada flogisto, pero pesar los metales antes y después de quemarlos mostró que ganan masa al arder, lo cual solo tiene sentido si se añade algo en lugar de perderse. Ese principio ahora sustenta cada cálculo de estequiometría y balance de masa usado para predecir cuánto producto hará una reacción o una fábrica antes de que alguien la ponga en marcha.