Un sistema cerrado conserva la masa y la energía contenida y transferida dentro de él. Este principio también se conoce como balance de masa y se mantiene durante cualquier intervalo de tiempo. El principio de conservación de la masa se usa ampliamente en dominios importantes como la química, la mecánica y la dinámica de fluidos.
¿Ley de Conservación de la masa?
La masa es un sistema aislado. La ley de conservación de la masa establece que la masa no puede crearse ni destruirse en una reacción química. Solo hay un reordenamiento en los átomos de las sustancias para la formación de compuestos. Por tanto, la masa del sistema total permanece constante en cualquier intervalo de tiempo. Esto implica que las masas totales de los reactivos son iguales a la suma de las masas de los productos y las masas de los reactivos que no reaccionaron. La ley de conservación de la masa también se denomina principio de conservación de la masa.
La masa del sistema cerrado total al comienzo de la reacción es equivalente a la masa al final de la reacción.
Fórmula de la Ley de conservación de la masa
ρ es la densidad
es el momento
v es la velocidad
▽ es la divergencia
Ejemplos de la ley de conservación de la masa
Producción de dirust de carbono
Por ejemplo, la ley de conservación de la masa se observa ampliamente en las reacciones químicas. Por ejemplo, si consideramos la reacción del carbono con el oxígeno para producir dirust de carbono, involucra la conservación de la masa,
C (12 g) + O 2 (32 g) = CO 2 (44 g)
Aquí usamos 12 g de carbono y 32 g de oxígeno como compuestos químicos. Después de realizar la reacción, la cantidad de dirust de carbono producido como producto será de 44 g, lo que equivale a la suma de la cantidad de carbono y oxígeno utilizada.
Una molécula de agua, de fórmula química H 2 O tiene un peso molecular de 10. Está formada por los elementos hidrógeno de peso molecular 2 junto con oxígeno de peso molecular equivalente a 8. Por lo tanto, la masa se conserva.
Hoguera
Puede parecer que la quema destruye la materia, pero la misma cantidad o masa de materia sigue existiendo después de una fogata que antes. Mire la Figura 3.7.1 a continuación. Muestra que cuando la madera se quema, se combina con el oxígeno y se convierte no solo en cenizas sino también en dirust de carbono y vapor de agua. Los gases flotan en el aire, dejando solo las cenizas. Suponga que ha medido la masa de la madera antes de quemarse y la masa de las cenizas después de quemarse. Además, suponga que hubiera podido medir el oxígeno utilizado por el fuego y los gases producidos por el fuego. ¿Qué encontrarías? La masa total de materia después del incendio sería la misma que la masa total de materia antes del incendio.
Puede parecer que la quema destruye la materia, pero la misma cantidad o masa de materia sigue existiendo después de una fogata que antes.
vela encendida
La quema de madera implica el uso de varios elementos como oxígeno, dirust de carbono, vapor de agua y cenizas.
Ejemplos de preguntas
Ejemplo 1. Si al calentar 10,0 gramos de carbonato de calcio (CaCO 3 ) se producen 4,4 g de dirust de carbono (CO 2 ) y 5,6 g de rust de calcio (CaO), demuestre que estas observaciones están de acuerdo con la ley de conservación de la masa.
Responder:
Como sabemos que
Masa de los reactivos = Masa de los productos
10,0 g de CaCO 3 = 4,4 g de CO 2 + 5,6 g de CaO
10,0 g de reactivo = 10,0 g de productos
Como la masa del reactivo es igual a la masa de los productos, las observaciones están de acuerdo con la ley de conservación de la masa.
Ejemplo 2. El hidrrust de potasio (KOH) reacciona fácilmente con el dirust de carbono (CO 2 ) para producir carbonato de potasio (K 2 CO 3 ) y agua (H 2 O). ¿Cuántos gramos de carbonato de potasio se producen si 224,4 g de KOH reaccionan con 88,0 g de CO 2 ? La reacción también produce 36,0 g de agua.
Responder:
La Ley también es aplicable a los cambios químicos y físicos. Por ejemplo, si tiene un cubo de hielo que se derrite en un líquido y calienta ese líquido, se convierte en gas. Parecerá haber desaparecido, pero todavía está allí.
Ejemplo 3. El carbonato de sodio reacciona con el ácido etanoico para formar etanoato de sodio, dirust de carbono y agua. En un experimento, 5,3 g de carbonato de sodio reaccionaron con 6 g de ácido etanoico para formar 8,2 g de etanoato de sodio, 2,2 g de dirust de carbono y 0,9 g de agua. ¿Demostrar que estos datos verifican la ley de conservación de la masa?
Solución:
Sabemos,
Carbonato de sodio + ácido etanoico = etanoato de sodio + dirust de carbono + agua.
Sustituyendo las masas de los compuestos que tenemos,
5,3 g + 6 g = 8,2 g + 2,2 g + 0,9 g • 11,3 g = 11,3 g
Por lo tanto, se verifica la conservación de la masa.
Ejemplo 4. ¿Por qué se deben equilibrar las reacciones químicas?
Responder:
La reacción química básicamente simula una reorganización de los átomos. Durante la reacción, los átomos (masa) no pueden crearse ni destruirse. Para satisfacer las ecuaciones químicas, las ecuaciones deben estar balanceadas, ya que eso establece que la materia no se puede producir ni destruir en un sistema cerrado.
Ejemplo 5. ¿Quién inventó la Ley de conservación de la masa?
Responder:
El principio de conservación de la masa fue inventado en 1789 por un químico francés, Antoine Lavoisier.
Ejemplo 6. La evaporación preserva la conservación de la masa. Explique.
Responder:
Cuando derretimos un cubo de hielo, se convierte en agua. El peso del cubo de hielo y el agua es el mismo. Por lo tanto, la masa total permanece preservada en el caso de un sistema cerrado.
Publicación traducida automáticamente
Artículo escrito por mallikagupta90 y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA