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La observación y Lavoisier: ley de conservación de la materia

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Respuesta rápida

La materia se transforma en gases que escapan, no desaparece. 2) Se convierte en CO₂ y vapor de agua que van al aire. 3) La herrumbre incorpora oxígeno: pesa más. 4) El exceso proviene del oxígeno del aire unido al metal.

📚 theory ciencias-naturales ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 5 min lectura

Solución — Página 7

Ciencias Naturales 10° · 2025

Ejercicio 1

¿Por qué en la combustión desaparece la materia?

En la combustión el combustible (carbón, alcohol, diamante) reacciona con el oxígeno del aire y se convierte en productos gaseosos: dióxido de carbono $\text{CO}_2$ , vapor de agua $\text{H}_2\text{O}$ y cenizas.
Esos productos escapan hacia la atmósfera, por lo que dejan de estar contenidos en el recipiente o sobre la balanza.
Lo que ocurre no es una desaparición real, sino un cambio de fase y de composición: la materia sólida o líquida se transforma en gases que no se ven.
Por eso la masa que queda (la ceniza) es menor: la diferencia de masa está en los gases liberados.

Respuesta

La materia no desaparece; se transforma en gases que escapan al ambiente, por lo que sólo se observa la ceniza residual, de menor masa.

Ejercicio 2

¿A dónde se va la materia al quemarse?

Los productos de la combustión son volátiles: $\text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2$ .
Al difundirse en el aire, salen del sistema que estamos pesando.
Si se quemara en un recipiente cerrado y se pesara todo el conjunto antes y después, la masa total sería idéntica.

Respuesta

Se convierte en gases ( $\text{CO}_2$ , vapor de agua) y en cenizas que se dispersan en el aire circundante; al estar fuera del recipiente, ya no se registran en la balanza.

Ejercicio 3

¿Por qué la herrumbre era más pesada que el metal original?

La herrumbre (óxido de hierro) se forma cuando el hierro reacciona con el oxígeno del aire y con la humedad: $4\,\text{Fe} + 3\,\text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{Fe}_2\text{O}_3$ .
El oxígeno incorporado se suma a la masa del metal: $m_{\text{herrumbre}} = m_{\text{Fe}} + m_{\text{O}_2 \text{ incorporado}}$ .
Por eso $m_{\text{herrumbre}} > m_{\text{Fe}}$ original.

Respuesta

Porque al oxidarse el hierro incorpora oxígeno del aire, y esa masa añadida hace que el óxido pese más que el metal virgen.

Ejercicio 4

¿De dónde aparece la materia en exceso en la herrumbre?

El exceso de masa proviene del oxígeno gaseoso que estaba presente en la atmósfera.
Ese oxígeno no tenía masa aparente en la balanza al inicio, pero quedó químicamente unido al metal.
Al pesar el conjunto aire + metal antes y después de la corrosión, la masa total se conserva.

Idea central (síntesis de la página): al considerar simultáneamente todos los reactivos y productos —incluidos los gases—, la masa total de un sistema aislado se conserva. Esta es la ley de conservación de la masa de Lavoisier: "Nada se crea, nada se destruye, todo se transforma".

Respuesta

Del oxígeno del aire, que se unió químicamente al metal durante la oxidación.

Contenido de la página

La observación

El inicio de toda investigación parte de la observación.

La observación es la examinación de los fenómenos que se dan a nuestro alrededor o dentro de nosotros y que podemos percibirlos con nuestros sentidos.

En ocasiones, nuestros cinco sentidos no han sido suficientes para examinar los fenómenos, por lo cual el ser humano ha inventado aparatos para observarlos; ejemplo de ellos son los microscopios y telescopios, que aumentan el límite de la visión humana; los contadores Geiger, que miden la radiactividad; los equipos de resonancia magnética, que permiten observar estructuras atómicas diminutas; entre otros. Al aumentar nuestra escala de percepción del universo que nos rodea, siempre se nos plantean nuevas interrogantes.

Lavoisier y la ley de conservación de la materia

Hasta pasado medio siglo XVIII, gran parte de los estudiosos aún mantenían la idea de que el aire era un elemento. Por otro lado, existían investigadores que tras sus experimentaciones habían descubierto que no todos los vapores o emanaciones eran aire; para ellos, estos vapores eran sustancias diferentes, pero con características parecidas al aire. El químico británico Joseph Priestley (1733-1804), por ejemplo, había logrado aislar el oxígeno; con base en este descubrimiento Lavoisier formularía importantes teorías.

Lavoisier se debatía en un dilema: él había observado dos fenómenos en los que intervenía el oxígeno. Cuando los cuerpos ardían, perdían peso o desaparecían; por ejemplo, cuando se quemaba un pedazo de carbón, la ceniza residual era mucho más ligera que el carbón; cuando se prendía alcohol concentrado, este desaparecía casi por completo; alguna vez quemó un pequeño diamante y este desapareció totalmente. Por otro lado, cuando sobre los metales se formaba la herrumbre, el peso de la herrumbre era mayor que el peso del metal que se herrumbraba.

Las observaciones de Lavoisier le llevaron a plantearse preguntas:

¿Por qué en la combustión desaparece la materia?
¿A dónde se va la materia al quemarse?
¿Por qué la herrumbre era más pesada que el metal original?
¿De dónde aparece la materia que se halla en exceso en la herrumbre?

Ejemplos resueltos

Se quema un pedazo de carbón de 12 g y quedan 1 g de ceniza. ¿Dónde está la materia faltante?

Reacción: $\text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2$ .
El carbono que reaccionó se convirtió en $\text{CO}_2$ gaseoso que escapó.
Masa faltante de carbono: $12 - 1 = 11\,\text{g}$ .
Si se pesara el $\text{CO}_2$ liberado más la ceniza, la suma igualaría la masa inicial + la masa de $\text{O}_2$ consumido. Respuesta: La masa faltante está en el $\text{CO}_2$ y en los gases liberados al aire.

Tabla

Fenómeno observado por Lavoisier	Lo que se veía	Explicación correcta
Quemar carbón	La ceniza pesa mucho menos que el carbón	El carbono se convirtió en CO₂ gaseoso que escapó
Prender alcohol	Desaparecía casi por completo	Se transformó en CO₂ y vapor de agua
Quemar un diamante	Desaparecía totalmente	El carbono del diamante se oxidó a CO₂
Metal herrumbrado	La herrumbre pesa más que el metal	El hierro incorporó oxígeno del aire

Diagrama

flowchart LR
  A[Observación con sentidos] --> B[Instrumentos: microscopio, telescopio, contador Geiger, resonancia magnética]
  B --> C[Mayor escala de percepción]
  C --> D[Nuevas interrogantes]
  D --> E[Hipótesis y experimentos]
  E --> F[Reglas teóricas: ley de conservación de la masa]

Fórmulas y ecuaciones

Ley de conservación de la masa: $m_{\text{reactivos}} = m_{\text{productos}}$

$m_{@@MATH_0@@\text{productos}$ }

$\text{C}$ + $\text{O}$ _2 $\rightarrow$ $\text{CO}$ _2

$4\$ , $\text{Fe}$ + $3\$ , $\text{O}$ _2 $\rightarrow$ $2\$ , $\text{Fe}$ _2 $\text{O}$ _3

$m_{@@MATH_0@@\text{Fe}$ } + $m_{$ $\text{O}$ _2 $\text{ incorporado}$ }

Glosario (5)

Observación: Examen de los fenómenos que ocurren a nuestro alrededor o dentro de nosotros, percibidos con los sentidos o con instrumentos auxiliares.
Combustión: Reacción en la que una sustancia se oxida rápidamente con el oxígeno, liberando calor, luz, gases y cenizas.
Herrumbre: Óxido de hierro que se forma al reaccionar el metal con el oxígeno y la humedad del aire; pesa más que el metal original.
Ley de conservación de la masa: Principio de Lavoisier: en toda reacción química la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos.
Sistema cerrado: Conjunto que intercambia energía pero no materia con el entorno; al pesarlo antes y después la masa permanece constante.

Preguntas para practicar

¿Por qué la observación es el inicio de toda investigación?

Porque permite detectar hechos o fenómenos llamativos que generan interrogantes; de esas preguntas nacen hipótesis y experimentos. Sin observar no hay problema científico que investigar.

¿Qué papel jugó Joseph Priestley en el trabajo de Lavoisier?

Priestley logró aislar el oxígeno (1774). Con ese conocimiento, Lavoisier pudo explicar la combustión y la oxidación de los metales y formular la ley de conservación de la masa.

¿Cómo comprobarías experimentalmente que la materia no desaparece al quemar algo?

Se pesa un recipiente cerrado con combustible antes y después de la combustión en una balanza de precisión: la masa total permanece igual, demostrando que los productos gaseosos permanecen dentro del sistema.

Temas y conceptos clave

La observación como inicio de la investigaciónInstrumentos que amplían la percepción humanaLavoisier y la ley de conservación de la materiaCombustión y formación de herrumbreobservaciónley de conservación de la masacombustiónherrumbre (óxido de hierro)oxígenosistema cerradomasa conservada

Fuentes y referencias

Shutterstock - ilustración de científicos observando (24A208166)
Lavoisier / www.polipromet.com - laboratorio de Lavoisier

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Preguntas que la gente también hace

¿Qué es la observación en el método científico y por qué es su punto de partida?

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¿Por qué la herrumbre pesa más que el metal original?

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¿Qué descubrimientos permitieron a Lavoisier formular la ley de conservación de la masa?

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📌 Antes de leer esto

• Sentidos humanos y sus limitaciones
• Concepto de masa y balanza
• Nociones básicas de combustión y oxidación
• Quién fue Antoine Lavoisier

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Ley de conservación de la masa de Lavoisier: diseño y resultados de sus experimentos de combustión en sistema cerrado

📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 2298 caracteres

La observación El inicio de toda investigación parte de la obser-

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La observación es la examinación de los fe- a

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En ocasiones, nuestros cinco sentidos no han A a ia

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interrogantes,

Lavoisier y la ley de conservación de la materia

Hasta pasado medio siglo XVIII, gran parte de los estudiosos aún mantenían la idea de que el alre era un elemento. Por otro lado, existían investigadores que tras sus experimentaciones habían descubierto que no todos los vapores o emanaciones eran aire; para ellos, estos vapo- res eran sustancias diferentes, pero con características parecidas al aire. El químico británico Joseph Priestley (1733-1804), por ejemplo, había logrado aislar el oxígeno; con base en este descubrimiento Lavoisier, formularía importantes teorías.

Lavoisier se debatía en un dilema: él había observado dos fenómenos en los que intervenía el oxígeno. Cuando los cuerpos ardían, perdían peso o desaparecían; por ejemplo cuando se quemaba un pedazo de carbón, la ceniza residual era mucho más ligera que el carbón; cuando se prendía alcohol concentrado, este desaparecía casi por completo; alguna vez quemó un pequeño diamante y este desapareció totalmente. Por otro lado, cuando sobre los metales se formaba la herrumbre, el peso de la herrumbre era mayor que el peso del metal que se herrumbraba.

Las observaciones de Lavoisier le llevaron a plantearse preguntas:

¿Por qué en la combustión desaparece la materia? ¿A dónde se va la materia al quemarse?

¿Por qué la herrumbre era más pesada que el metal original?

¿De dónde aparece la materia que se halla en exceso en la herrumbre?

Shutterstock, 224208166.

Lavoisier, wwwalponiente.com

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