Enunciado: Explica ¿por qué en las ecuaciones químicas la masa de los reactivos es igual a la masa de los productos?

1. Premisa física fundamental. La materia no se crea ni se destruye: en una reacción química sólo se reorganizan los átomos, rompiéndose unos enlaces y formándose otros. Es el Principio de Conservación de la Masa, enunciado por Antoine Lavoisier (1789): en un sistema cerrado, la masa total se conserva, es decir, m_{\text{reactivos}} = m_{\text{productos}}.

2. El átomo como unidad indivisible. Cada átomo que entra a la reacción sale de ella. Por lo tanto, el número de átomos de cada elemento es idéntico antes y después. Si n_{i,\text{antes}} y n_{i,\text{después}} son los átomos del elemento i, entonces:

n_{i,\text{antes}} = n_{i,\text{después}} \quad \forall\; i

3. Traducción a masa. Como la masa de un elemento es m_i = n_i \cdot M_i, con M_i su masa molar (constante para cada elemento), se sigue que la masa de cada elemento también se conserva:

\sum_i n_{i,\text{antes}} M_i = \sum_i n_{i,\text{después}} M_i

4. Ecuación química balanceada = conservación de masas. Balancear una ecuación consiste justo en igualar los átomos de cada elemento en ambos lados; al hacerlo, queda garantizada automáticamente la igualdad de masas.

   Ejemplo (combustión del metano):

\text{CH}_{4} + 2\,\text{O}_{2} \rightarrow \text{CO}_{2} + 2\,\text{H}_{2}\text{O}

Verificación con masas molares (M_{\text{C}} = 12{,}01, M_{\text{H}} = 1{,}008, M_{\text{O}} = 16{,}00 \; \text{g/mol}):

• Reactivos: 12{,}01 + 4(1{,}008) + 2 \times 2(16{,}00) = 12{,}01 + 4{,}032 + 64{,}00 = 80{,}04 \; \text{g}
• Productos: 12{,}01 + 2(16{,}00) + 2 \times [2(1{,}008) + 16{,}00] = 12{,}01 + 32{,}00 + 36{,}032 = 80{,}04 \; \text{g}

80{,}04 \; \text{g} = 80{,}04 \; \text{g} \; \checkmark

5. Importancia práctica. Esta igualdad es la base de las leyes ponderales y de las estequiometría: permite calcular cantidades de reactivo o producto necesarias en industria, farmacia y laboratorio, y comprobar experimentalmente resultados con una balanza (por ejemplo, en la balanza de Lavoisier).