Ecuaciones químicas y la Ley de Conservación de la Materia

Esta lección es parte de Temario de Ciencias de Zapandí (Noveno año) Lección 12 de 21

Por Andrea del Carmen actualizado el 27 de octubre de 2026 10 min de lectura

Cuando arde un trozo de leña, parece que la materia desaparece: queda un puñito de ceniza. Y cuando un clavo se oxida, parece que aparece materia nueva, porque la herrumbre pesa más que el hierro del que salió. En realidad, en ninguno de los dos casos se crea ni se destruye materia: solo se transforma, y parte de ella entra o sale en forma de gas.

En esta lección vas a escribir ecuaciones químicas sencillas, a comprobar con ellas la Ley de Conservación de la Materia, a balancear ecuaciones por tanteo y a distinguir las reacciones que liberan energía de las que la absorben.

Definición

La Ley de Conservación de la Materia dice que en una reacción química la materia no se crea ni se destruye, solo se transforma. Por eso, cuando no entra ni sale materia del recipiente, la suma de las masas de las sustancias que reaccionan es igual a la suma de las masas de las que se forman, y en una ecuación química balanceada hay el mismo número de átomos de cada elemento a los dos lados de la flecha.

Las partes de una ecuación química#

El programa del MEP propone traducir frases como «el hierro más oxígeno produce óxido de hierro(III)» al lenguaje simbólico. Una ecuación química tiene estas partes:

Reactivos, a la izquierda: las sustancias que reaccionan.
Productos, a la derecha: las sustancias que se forman.
La flecha (→), que se lee «produce», y el signo +, que separa sustancias.
Los estados, entre paréntesis: (s) sólido, (l) líquido, (g) gas y (ac) disuelto en agua.
Los coeficientes, los números grandes delante de cada fórmula, que indican cuántas moléculas o unidades participan.

Fórmula

2 Mg(s) + O₂(g) → 2 MgO(s)

Se lee: «dos átomos de magnesio sólido reaccionan con una molécula de oxígeno gaseoso y forman dos unidades de óxido de magnesio sólido». Se dice «unidades» porque el óxido de magnesio, como la sal de mesa, forma un cristal de iones y no moléculas.

Los subíndices de una fórmula nunca se cambian al escribir una ecuación, porque cambiarían la sustancia: CO₂ es dióxido de carbono y CO es monóxido de carbono, otra sustancia con otras propiedades. Solo se ajustan los coeficientes.

La Ley de Conservación de la Materia#

Según la biografía que publica el Science History Institute, de Estados Unidos, el químico francés Antoine-Laurent Lavoisier (1743-1794) popularizó el principio de conservación de la masa: la materia no se crea ni se destruye, solo se transforma. Su método daba prioridad a los pesos y las medidas precisos, y trabajó con su colaboradora científica y esposa, Marie-Anne Paulze Lavoisier.

La explicación está en los átomos: en una reacción se rompen y se forman enlaces, pero los átomos son los mismos antes y después. Si los átomos se conservan, su masa también.

Ejemplo. Al calentar mucho el carbonato de calcio, el principal componente de la piedra caliza, se obtiene cal viva (óxido de calcio) y se desprende dióxido de carbono: CaCO₃ → CaO + CO₂. Si se descomponen 10,0 g de carbonato de calcio y se forman 5,6 g de óxido de calcio, ¿cuánto dióxido de carbono se desprendió?

Solución. Por la Ley de Conservación de la Materia, la masa de los productos es igual a la de los reactivos: 5,6 g + x = 10,0 g, así que x = 10,0 − 5,6 = 4,4 g de CO₂. Los datos casan con las masas atómicas que publica la IUPAC: una unidad de CaO (40,078 + 15,999 = 56,077) tiene cerca de 0,56 veces la masa de una de CaCO₃ (100,086), y 0,56 · 10,0 g = 5,6 g.

Sistema abierto y sistema cerrado#

El programa propone comprobar la ley con vinagre y bicarbonato en una botella, con un globo y una balanza de cocina. Si el gas puede escapar, la balanza marca menos al final y parece que la ley no se cumple; si el globo atrapa el gas, toda la materia queda dentro del sistema. No conviene cerrar la botella con una tapa: el gas no tendría adónde ir, la presión dentro subiría y, según la cantidad de vinagre y bicarbonato, la tapa o la botella podrían ceder de golpe y salpicar. El globo, en cambio, se estira y recibe el gas sin que la presión suba mucho.

Ejemplo. Una botella con vinagre y, aparte, 2 g de bicarbonato pesan juntos 250,0 g. Se mezclan sin tapar la botella y, al terminar la reacción, la balanza marca 249,2 g. ¿Se destruyó materia?

Solución. No. El sistema estaba abierto y el CO₂ se escapó al aire: 250,0 − 249,2 = 0,8 g de gas. Es un dato posible: con las masas atómicas de la IUPAC, 2 g de bicarbonato pueden liberar como máximo unos 1,05 g de CO₂ si hay suficiente vinagre, y parte del gas queda disuelto en el líquido. Si el gas se atrapa con un globo, la materia se conserva, pero la balanza de todos modos puede marcar menos: el globo inflado desplaza aire y recibe un empuje hacia arriba, igual que un objeto sumergido en agua recibe el empuje del agua. Con un globo bien inflado, esa diferencia se puede notar en una balanza de cocina. No falta materia: el empuje hace que el sistema apriete menos la balanza.

Cómo balancear una ecuación por tanteo#

Balancear o equilibrar una ecuación es escoger los coeficientes para que haya el mismo número de átomos de cada elemento a ambos lados. Es aplicar la Ley de Conservación de la Materia.

Escribe las fórmulas correctas de reactivos y productos.
Cuenta los átomos de cada elemento a cada lado.
Ajusta primero los metales, luego los no metales y al final el hidrógeno y el oxígeno, cambiando solo coeficientes.
Vuelve a contar todo. Si al final todos los coeficientes se pueden dividir entre un mismo número, simplifícalos.

Ejemplo. Balancea la frase del programa: el hierro más oxígeno produce óxido de hierro(III), Fe + O₂ → Fe₂O₃.

Solución. Conviene empezar por el oxígeno: el O₂ lo trae de dos en dos y el Fe₂O₃, de tres en tres. El número más pequeño que se forma con grupos de 2 y con grupos de 3 es 6: tres O₂ aportan 6 oxígenos y dos Fe₂O₃, también 6. Con dos Fe₂O₃ quedan 2 · 2 = 4 hierros en los productos, así que en los reactivos van 4 Fe. Resultado: 4 Fe + 3 O₂ → 2 Fe₂O₃. Comprobación: hierro 4 = 4; oxígeno 3 · 2 = 6 = 2 · 3.

Ejemplo. Balancea la otra frase del programa: el óxido de sodio más agua produce hidróxido de sodio, Na₂O + H₂O → NaOH.

Solución. Hay 2 sodios a la izquierda y 1 a la derecha, así que se pone 2 NaOH. Al contar de nuevo: sodio 2 = 2; oxígeno 1 + 1 = 2 = 2; hidrógeno 2 = 2. Resultado: Na₂O + H₂O → 2 NaOH.

Ejemplo. Balancea la descomposición del peróxido de hidrógeno, la sustancia que lleva disuelta el agua oxigenada: H₂O₂ → H₂O + O₂.

Solución. El hidrógeno ya está igualado (2 = 2), pero el oxígeno no: hay 2 a la izquierda y 1 + 2 = 3 a la derecha. Si se pone 2 H₂O₂, a la izquierda hay 4 hidrógenos y 4 oxígenos. Con 2 H₂O a la derecha hay 4 hidrógenos y 2 + 2 = 4 oxígenos. Resultado: 2 H₂O₂ → 2 H₂O + O₂.

Ecuaciones de la vida cotidiana#

Proceso	Ecuación balanceada
Combustión del propano, que según RECOPE es el componente principal del gas de cocina	C₃H₈ + 5 O₂ → 3 CO₂ + 4 H₂O
Respiración celular	C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O
Fotosíntesis	6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂
Bicarbonato en el horno	2 NaHCO₃ → Na₂CO₃ + H₂O + CO₂
Obtención de cal viva	CaCO₃ → CaO + CO₂

La ficha de datos de seguridad de RECOPE indica que el gas licuado de petróleo tiene un 60 % o más de propano y un 40 % o menos de butano. Fíjate en que la fotosíntesis y la respiración celular son la misma ecuación al revés: lo que las plantas producen con la luz, las células lo usan para obtener energía.

Reacciones exotérmicas y endotérmicas#

En toda reacción química hay energía en juego, porque romper enlaces requiere energía y formarlos la libera. Según el balance, las reacciones son de dos tipos:

Tipo	Qué pasa con la energía	Ejemplos
Exotérmica	Libera energía al entorno, como calor o luz: los alrededores se calientan	Combustión del gas de cocina o de la madera; respiración celular
Endotérmica	Absorbe energía del entorno: necesita calor o luz para ocurrir	Fotosíntesis; descomposición del carbonato de calcio para obtener cal; descomposición del bicarbonato en el horno

La energía se puede escribir en la ecuación: como un producto en las exotérmicas (CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O + energía) y como un reactivo en las endotérmicas (CaCO₃ + energía → CaO + CO₂). La energía no es una sustancia ni tiene átomos: escribirla no cambia el conteo de átomos, que sigue siendo igual a los dos lados.

¿Se puede balancear cualquier ecuación?#

El programa propone que cada grupo escriba una ecuación y otro la balancee. A veces es imposible, y eso también enseña algo. Si alguien escribe NaCl → Na + O₂, no hay coeficiente que sirva: aparece oxígeno en los productos y no hay oxígeno en los reactivos. Por la Ley de Conservación de la Materia, un elemento no puede aparecer de la nada ni desaparecer. Si una ecuación no se deja balancear, lo más probable es que una fórmula esté mal escrita o que falte una sustancia.

Ponte a prueba#

¿Cómo se balancea la ecuación Na + Cl₂ → NaCl?#

El cloro llega de dos en dos en el Cl₂ y solo hay uno en el NaCl, así que se ponen 2 NaCl. Ahora hay 2 sodios en los productos y se ponen 2 Na en los reactivos. La ecuación queda 2Na + Cl₂ → 2NaCl: 2 sodios y 2 cloros a cada lado. El producto es la sal de mesa; como forma un cristal de iones, el 2 indica dos unidades de NaCl, no dos moléculas.

¿Por qué la ecuación C + O₂ → CO no se puede arreglar escribiendo CO₂ en lugar de CO?#

Porque CO₂ es otra sustancia: el dióxido de carbono, no el monóxido de carbono que se quería representar. Al cambiar un subíndice, la ecuación deja de describir la reacción real. Lo correcto es cambiar coeficientes: hay 2 oxígenos a la izquierda, así que se ponen 2 CO, y entonces hacen falta 2 C. Queda 2C + O₂ → 2CO, con 2 carbonos y 2 oxígenos a cada lado.

¿Cuánto óxido de magnesio se forma si 4,86 g de magnesio reaccionan por completo con 3,20 g de oxígeno?#

Por la Ley de Conservación de la Materia, la masa de los productos es igual a la masa de los reactivos: 4,86 g + 3,20 g = 8,06 g de óxido de magnesio. La ecuación balanceada es 2Mg + O₂ → 2MgO. Los datos son coherentes con las masas atómicas: por cada 24,305 g de magnesio reaccionan 15,999 g de oxígeno.

¿La fotosíntesis es una reacción exotérmica o endotérmica?#

Es endotérmica, porque absorbe energía del entorno: las plantas captan la energía de la luz para convertir dióxido de carbono y agua en glucosa y oxígeno, 6CO₂ + 6H₂O + energía → C₆H₁₂O₆ + 6O₂. La respiración celular hace lo contrario y es exotérmica: libera la energía guardada en la glucosa.

¿Cómo queda balanceada la combustión del alcohol etílico, C₂H₆O + O₂ → CO₂ + H₂O?#

Hay 2 carbonos, así que se ponen 2 CO₂, y 6 hidrógenos, así que se ponen 3 H₂O. A la derecha hay 2 · 2 + 3 = 7 oxígenos. A la izquierda, el alcohol ya trae 1, así que faltan 6, que son 3 O₂. Resultado: C₂H₆O + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O. Comprobación: 2 carbonos, 6 hidrógenos y 7 oxígenos a cada lado.