Ley de Conservación de la Materia

Entre una ley y una teoría hay diferencias. Una ley describe el comportamiento de un fenómeno basándose en las observaciones, sin entrar a detalle en la explicación de este; mientras que una teoría es una explicación probada y fundamentada de uno o varios fenómenos, dentro de la cual se pueden incluir varias leyes. Tanto las teorías como las leyes están sujetas a cambios si surge nueva evidencia que las refute. Ambas están basadas en hipótesis probadas y pueden demostrarse como no válidas o incompletas si se encuentran datos empíricos que lo sustenten.

Una de las leyes más importantes en las ciencias naturales es la ley de la conservación de la masa, también conocida como ley de la conservación de la materia. Esta ley fue propuesta por Antoine Lavoisier, quien es considerado el padre de la química moderna. La ley de Lavoisier enuncia que:

La materia no se crea ni se destruye, sólo se transforma

La materia es todo aquello que forma parte del universo, tiene una energía asociada, puede interaccionar y, por lo tanto, ser medida. En la mayoría de los casos, la materia se puede percibir o medir mediante distintos métodos científicos. La descripción de materia dada por la física moderna incluye cualquier entidad, campo o discontinuidad que se traduce en un fenómeno perceptible que tiene continuidad a través del espacio tiempo, su velocidad es igual o menor a la velocidad de la luz, y se le puede asociar una cierta energía. 

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Hoy en día se conoce que todas las materias tienen energía, pero no todas tienen masa.

La materia másica está formada por moléculas, átomos y partículas subatómicas; mientras que la materia no másica se compone por fotones que forman la luz y la radiación electromagnética, entre otros.

Una aplicación de la ley de la conservación de la materia la encontramos en las reacciones químicas y la ecuación química resultante de éstas, la cual debe estar correctamente balanceada, es decir, que el número de átomos de cada elemento de la reacción química, deberá ser el mismo en ambos lados de la ecuación. En otras palabras, lo que significa esta ley es que, en cualquier reacción química, la masa total se conserva. Por ejemplo, en una báscula hay un recipiente cerrado con tres reactivos: A, B y C; una vez que se haya llevado la reacción química lo que se obtiene en el recipiente es el producto, es decir, se consigue D, E, F y G. Tal como se muestra en la siguiente imagen:

Como te habrás dado cuenta, el peso de ambas básculas es el mismo antes y después de la reacción química. Por lo anterior, se puede decir que: masa inicial = masa final

La ley de la conservación de la materia o ley de Lavoisier es una aplicación que nos sirve para asignar coeficientes a los reactivos y a los productos para encontrar la combinación que balancee la ecuación, de tal manera que sea la misma cantidad de átomos en los reactivos y productos.

Experimento de Lavoisier

Gracias a su experimentación con la combustión, Lavoisier descubrió que al quemar un objeto el peso resultante de sus cenizas siempre era menor a su peso original, hasta que después de varios experimentos se dio cuenta de que durante la combustión se liberaba un gas que se perdía cuando los experimentos se hacían de manera abierta; es decir, con recipientes que no tenían tapas herméticas.

Después controló la variable de los gases liberados, efectuando sus experimentos en sistemas cerrados. Utilizó recipientes de vidrio perfectamente sellados, en los que primero introducía los materiales en el recipiente y después los sellaba; luego, pesaba todo el sistema y lo calentaba para ocasionar la combustión. Al terminar la combustión pesaba de nuevo todo el sistema. Esto sirvió para determinar que el sistema entero pesaba lo mismo antes y después de la combustión, a pesar de que el objeto quemado perdía masa. La conclusión del científico francés era clara: el objeto quemado perdía peso, pues parte del material se escapaba en forma de gas, hoy se sabe que ese gas es el dióxido de carbono, además, la masa que se perdía en el objeto quemado se ganaba en gas, es decir, la materia no se destruía, sino que se transformaba.

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Aplicación de la ley de conservación de la materia

Ahora que conoces a qué se refiere la ley de la conservación de la materia. Piensa, ¿qué cantidad crees que se obtendría si mezclamos 1 kg de harina de maíz y 0.5 kg de agua (H2O)?

La respuesta es sencilla: obtendríamos 1.5 kg de masa. Éste es un ejemplo sencillo de una ecuación balanceada que cumple con la ley de la conservación de la materia. Cuando la ecuación está balanceada y cumple con esta ley, se pueden hacer muchos cálculos con ella, como averiguar cuántos kilogramos de harina de maíz y cuántos kilogramos de agua (H2O) son necesarios para preparar 150 kg de masa.

Fuentes

Prepa en Línea SEP. (9 mayo 2022). Ley de conservación de la materia. Módulo 14. Universo natural. Plataforma de aprendizaje. Recuperado el 4 de abril 2024.