Ley de la conservación de la materia, masa y energía.

Leyes de la conservación

La Química moderna como ciencia empieza su desarrollo en el siglo XVIII, gracias a los pioneros en el campo de la medición química, como Lavoisier, Priestley, Gay-Lussac, Avogadro, Davy, Berzelius y muchos otros, quienes proporcionaron los fundamentos experimentales de las teorías atómicas actuales.

En esa época aparecen los primeros vínculos entre el laboratorio y la industria química. Se construye la primera fábrica de ácido sulfúrico en Inglaterra. El desarrollo de la industria química (vidrio, jabones, textiles) se tradujo en la fabricación a gran escala de carbonato de sodio. En 1796, Parker descubre el cemento, y se desarrolla también la siderurgia.

Las relaciones entre la masa y la energía se expresan en forma matemática de varias maneras. Estas relaciones son las leyes dela conservación, pilares sobre los que se sostienen los conceptos químicos.

Ley de la conservación de Ia masa

Antoine Lavoisier

Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794) sobresale en la historia como el primer investigador que enfoca la química con el rigor del método científico. Fue quien introdujo el principio de conservación de la masa para interpretar las reacciones químicas, y el primero en escribir, aunque de forma rudimentaria, la primera ecuación química. Alrededor de 1771 Lavoisier empezó a interesarse por el problema que presenta el aire atmosférico en las reacciones de combustión, y propuso que “el aumento de peso al calentar un metal se debía a la combinación de éste con el oxígeno del aire y no al flogisto”. Fue así como se aventuró a dar una explicación de la formación de un metal a partir de sus minerales; diciendo que éstos eran una combinación, de metal y gas; cuando se calentaban con carbón, éste tomaba el gas del mineral, formando dióxido de carbono y el metal libre.

Esta ley fue enunciada por Lavoisier y establece que “la masa no se crea ni se destruye, sólo se transforma”.

Ley de la conservación de la energía

Los cambios físicos y los químicos van siempre acompañados por cambios de energía. Se puede transferir energía entre un sistema y sus alrededores de dos maneras distintas; los alrededores pueden hacer trabajo sobre el sistema o el sistema puede hacer trabajo sobre los alrededores. Por ejemplo, si el sistema a considerar es un trozo de cobre, al martillarlo, realizamos un trabajo sobre él.

Julius Von Mayer

Asimismo, los gases producidos por la combustión en el cilindro del motor de un automóvil, considerando éste como el sistema, realiza trabajo sobre el motor al expandirse y empujar el pistón del cilindro hacia abajo. Esto se lleva a cabo por medio del poder calorífico de la combustión de la gasolina, produciendo energía en forma de calor.

La ley de la conservación de la energía fue propuesta por Mayer y estable que “La energía del universo se mantiene constante de tal manera que no puede ser creada, y sólo cambia de una forma o clase a otra”.

Ley de Ia conservación de la materia

Esta ley se basa en la teoría de la relatividad de Einstein, y dice que “la cantidad de masa-energía que se manifiesta en un determinado espacio-tiempo es constante”.

Su expresión matemática es:    E=mc2

Donde: E = energía (en ergs, joules)

             m = masa (en gramos, kg)

             c = velocidad de la luz (3X 10¹⁰ cm/s)

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Bibliografía

Regalado, V. M. (2016). Química 1. Ciudad de México: Grupo Editorial Patria.