Ley de la conservación de la materia y la energía

Con el advenimiento de la era nuclear en la década de los 40, los científicos, y posteriormente el mundo entero, comprendieron que la materia se puede convertir en energía. En las reacciones nucleares la materia se transforma en energía. La relación entre materia y energía fue establecida por Albert Einstein mediante su famosa ecuación:

E = mc^2

Esta ecuación establece que la cantidad de energía que se libera, cuando la materia se transforma en energía, es el producto de la masa que se transforma y el cuadrado de la velocidad de la luz. Hasta el momento no se ha observado la transformación de la energía en materia a gran escala; sin embargo, se ha logrado a escala mínima en los "desintegradores atómicos" o aceleradores de partículas utilizados para llevar a cabo reacciones nucleares. Una vez que se reconoce la equivalencia de la materia y la energía se puede expresar la ley de la conservación de la materia y la energía en un enunciado sencillo:

"La cantidad combinada de la materia y energía en el universo es fija"

Ley de la conservación de la energía

En las reacciones químicas exotérmicas, la energía química casi siempre se convierte en energía calorífica, aunque en algunos procesos exotérmicos también se producen otros tipos de cambios de energía. Por ejemplo, en algunas reacciones se libera energía luminosa sin calor, y en otras, se produce energía eléctrica sin desprendimiento de calor o luz. En las reacciones endotérmicas, la energía calorífica, luminosa o eléctrica, se convierten en energía química. Aún cuando los cambios químicos siempre llevan consigo cambios de energía, algunas transformaciones de energía no implican cambios químicos. Por ejemplo, la energía calorífica se puede convertir en energía eléctrica o en energía mecánica sin cambios químicos simultáneos. Los experimentos han demostrado que toda la energía se convierte en algún cambio químico o físico aparece en alguna otra forma después del cambio; estas observaciones se resumen en la ley de la conservación de la energía, la cual se expresa en el enunciado siguiente:

"La energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma"

La ley de la conservación de la materia

Cuando se quema una muestra de magnesio metálico en el aire, éste se combina con el oxígeno para formar óxido de magnesio, un polvo blanco. En esta reacción química se liberan grandes cantidades de energía calorífica y luminosa. Cuando se pesa el producto de la reacción, el óxigeno de magnesio, se encuentra que es más pesado que la muestra original de magnesio; este incremento en la masa del sólido se debe a la combinación con el magnesio para formar óxido de magnesio. Muchos experimentos han demostrado que la masa del óxido de magnesio es exactamente igual a la suma de las masas del magnesio y del oxígeno que se combinaron para formarlo. Lo mismo ocurre en todas las reacciones químicas. Estas observaciones se resumen en la ley de la conservación de la materia.
No hay un cambio observable en la cantidad de mateira durante una reacción y química ordinaria. Este enunciado es un ejemplo de una ley científica (natural) y es un enunciado general que se basa en el comportamiento observado de la materia y no se conocen excepciones del mismo.


Un ejemplo gráfico