Principio de conservación de la masa

El principio de conservación de la masa es una ley fundamental de la química y la física. Fue formulado por Antoine Lavoisier en el siglo XVIII, quien demostró que en toda reacción química, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos.

Esto quiere decir:

1. La materia no se crea ni se destruye, solo cambia de forma o se transforma.

2. Siempre que tengas un sistema cerrado (no se escapa ni entra materia), puedes medir la masa antes y después de un proceso químico o físico, y siempre será la misma.

ver el siguiente video

Fuente: https://www.youtube.com/watch?v=zyIBSQvTER4

Sistemas cerrados vs abiertos

• Sistema cerrado:

  • No permite que la materia salga ni entre.

  • Puede intercambiar energía (por ejemplo, calor).

  • Ejemplo: un frasco con tapa donde ocurre una reacción química.

• Sistema abierto:

  • La materia sí puede salir o entrar.

  • Ejemplo: una vela encendida en el aire. Aquí el humo y los gases escapan, y la masa visible del sistema cambia si solo mides la cera.

El principio de conservación solo se cumple estrictamente en sistemas cerrados, porque si hay intercambio de materia, la masa que mide un observador puede variar aunque la ley siga siendo válida en todo el universo.

Ejemplos 

1. Quemar una vela en un frasco cerrado

   • Antes de encender la vela:

     • Masa de la vela = 10 g

     • Masa del aire en el frasco = 100 g

     • Masa total = 110 g

• • Después de encender la vela y dejar que se consuma parte de ella:

    • Masa de la cera consumida → transformada en gases (CO₂ y vapor de agua)

    • Masa total dentro del frasco = 110 g

    • Aunque la vela ya no se ve completa, la masa de todos los componentes sigue siendo la misma.

1. Disolver sal en agua

   • Antes:

     • Masa de sal = 5 g

     • Masa de agua = 50 g

     • Masa total = 55 g

• • Después de disolver la sal:

    • La sal desaparece visualmente porque se mezcla, pero sigue estando presente como iones en el agua.

    • Masa total = 55 g → no ha cambiado.

1. Reacción química: bicarbonato y vinagre en una botella cerrada

   • Reacción: NaHCO₃ + CH₃COOH → CO₂ + H₂O + CH₃COONa 

   • Masa inicial (bicarbonato + vinagre) = 20 g

   • Masa final (todos los productos dentro de la botella cerrada) = 20 g

   • Aunque se genera gas, el gas no escapa, por eso la masa sigue igual.

Cómo aplicarlo en cálculos

Si conoces las masas de los reactivos, puedes predecir la masa de los productos. Esto es útil en química para:

• Preparar soluciones exactas

• Controlar reacciones químicas

• Evitar desperdicio de reactivos

Ejemplos

Reactivos: 12 g de carbono +32 g de oxıgeno → Productos: 44 g de CO₂

• Masa reactivos = 12 + 32 = 44 g

• Masa productos = 44 g → coincide perfectamente.

Ejercicios sobre el principio de conservación de la masa

Ejercicio 1 

Se disuelven 10 g de sal en 100 g de agua dentro de un vaso cerrado.
Pregunta: ¿Cuál es la masa total del sistema después de disolver la sal?

Solución:

Masa total=10+100=110 g

✅ La masa no cambia, solo se mezcla la sal con el agua.

Ejercicio 2 

En un frasco cerrado reaccionan 5 g de hidrógeno con 40 g de oxígeno para formar agua.
Pregunta: ¿Cuál será la masa del agua producida?

Solución:

Masa total de reactivos=5+40=45 g

•  Masa del agua formada=45 g

  ✅ La masa de los productos es igual a la de los reactivos.

Ejercicio 3 

Se quema completamente una vela de 15 g en un frasco cerrado que contiene 200 g de aire.
Pregunta: ¿Cuál es la masa total del sistema después de quemar la vela?

Solución:

Masa total inicial=15+200=215 g

✅ Aunque la vela se transforma en gases, la masa total no cambia.

Ejercicio 4

Se mezclan 30 g de arena con 70 g de agua en un frasco cerrado.
Pregunta: ¿Cuál es la masa del sistema después de mezclar?

Solución:

Masa total=30+70=100 g

✅ La masa total se conserva aunque la arena se disperse en el agua.

Ejercicio 5 

En una botella cerrada se mezclan 10 g de bicarbonato de sodio con 50 g de vinagre. Durante la reacción se produce gas CO₂.
Pregunta: ¿Cuál es la masa total del sistema dentro de la botella?

Solución:

Masa total=10+50=60 g

✅ Aunque se genera gas, no escapa, así que la masa total permanece igual.

Ejercicio 6

Se mezclan 20 g de alcohol con 80 g de agua en un frasco cerrado.
Pregunta: ¿Cuánto pesa la mezcla final?

Solución:

Masa total=20+80=100 g

✅ La masa se conserva.