El balance de materia es una contabilización de material que está basado en la Ley de conservación de masa, la cual establece que la masa no se crea ni se destruye, si no que se transforma. Las relaciones basadas en la conservación de masa, como “entrada total de masa es igual a salida total de masa”, son ejemplos de balances de materia.
El balance de una cantidad que se conserva en un sistema se puede escribir de manera general como:
Como término genérico, el balance de materia se puede referir a:
- Masa total
- Moles totales (si no hay reacción química)
- Masa o moles de un compuesto químico
- Masa o moles de una especia atómica
- Volumen
La ecuación anterior se aplica a las primeras cuatro categorías, ya que se basa en la conservación de la masa; si los materiales que participan de dicha ecuación no tienen la misma densidad o si hay efectos de mezcla, los volúmenes de los compuestos no se podrán balancear.
El término del lado izquierdo se refiere al cambio de masa o moles dentro del sistema respecto al tiempo; como se va a estudiar estado estacionario, este término se anula, resultando:
Si se realiza un balance en especies no reactivas o en masa total los términos de generación y consumo se anulan; entonces: