Ecuaciones químicas y ley de conservación de la materia
Después de una fogata en la playa de Cartagena queda solo un puñado de cenizas, mucho menos que la leña que echaste. ¿Se destruyó la materia que falta? En esta página aprenderás a escribir las reacciones químicas con símbolos y a descubrir adónde va cada átomo.
La ecuación química
Una reacción química es un proceso en el que unas sustancias se transforman en otras. Para describirla sin escribir párrafos largos, los químicos usan una ecuación química: una frase hecha con fórmulas.
Por ejemplo, cuando el magnesio de una cinta se quema con el oxígeno del aire, se forma óxido de magnesio:
$$\text{Mg} + \text{O}_2 \rightarrow \text{MgO}$$A la izquierda de la flecha están los reactantes (Mg y O₂) y a la derecha el producto (MgO). El signo $+$ entre reactantes se lee «reacciona con».
Cada fórmula tiene dos tipos de números, y no significan lo mismo:
-
El subíndice (el 2 pequeño de O₂) dice cuántos átomos hay en una molécula de esa sustancia. Es parte de la identidad de la sustancia.
-
El coeficiente (el número grande delante de una fórmula) dice cuántas moléculas o unidades de esa sustancia participan. Si no se escribe nada, vale 1.
En la ecuación $\text{Mg} + \text{O}2 \rightarrow \text{MgO}$, identifica los reactantes y el producto. Explica qué representa la flecha.
En la ecuación $\text{Mg} + \text{O}_2 \rightarrow \text{MgO}$, identifica los reactantes y el producto. Explica qué representa la flecha.
Lavoisier: la materia se conserva
A fines del siglo XVIII, Antoine Lavoisier pesó con mucho cuidado las sustancias antes y después de reaccionar, en recipientes cerrados. Siempre obtuvo lo mismo: la masa total no cambiaba.
La razón es sencilla: en una reacción los átomos no desaparecen ni aparecen, solo se reordenan. Se rompen unas uniones y se forman otras, pero siguen siendo los mismos átomos. Por eso el número de átomos de cada elemento debe ser igual a ambos lados de la flecha.
Ahora podemos usar la ley para calcular masas. Si en una reacción conoces todas las masas menos una, la que falta se obtiene restando.
Enuncia con tus palabras la ley de conservación de la materia (Lavoisier) y explica qué significa que una ecuación química esté balanceada.
Enuncia con tus palabras la ley de conservación de la materia (Lavoisier) y explica qué significa que una ecuación química esté balanceada.
Vicente quema 12 g de magnesio en un recipiente cerrado con suficiente oxígeno y obtiene 20 g de óxido de magnesio. Usa la ley de conservación de la masa para calcular…
Vicente quema 12 g de magnesio en un recipiente cerrado con suficiente oxígeno y obtiene 20 g de óxido de magnesio. Usa la ley de conservación de la masa para calcular cuántos gramos de oxígeno reaccionaron y escribe la ecuación balanceada de la reacción.
Contar átomos: ¿está balanceada?
Como los átomos se conservan, una ecuación correcta debe tener los mismos átomos de cada elemento a ambos lados. Cuando esto se cumple, decimos que la ecuación está balanceada.
Para comprobarlo, haz una tabla: un renglón por elemento y dos columnas, reactantes y productos. Se multiplica el coeficiente por el subíndice.
Cuenta los átomos de cada elemento a cada lado de la ecuación $\text{H}2 + \text{O}2 \rightarrow \text{H}2\text{O}$ e indica si está balanceada. Justifica.
Cuenta los átomos de cada elemento a cada lado de la ecuación $\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{O}$ e indica si está balanceada. Justifica.
Balancear por tanteo
Para balancear se ponen coeficientes delante de las fórmulas hasta que los conteos coincidan. El método de tanteo (ensayo y error ordenado) funciona bien en I medio.
Balancea la ecuación de síntesis del amoníaco: $\text{N}2 + \text{H}2 \rightarrow \text{NH}3$. Muestra el conteo de átomos de cada lado una vez balanceada.
Balancea la ecuación de síntesis del amoníaco: $\text{N}_2 + \text{H}_2 \rightarrow \text{NH}_3$. Muestra el conteo de átomos de cada lado una vez balanceada.
Balancea la combustión del propano: $\text{C}3\text{H}8 + \text{O}2 \rightarrow \text{CO}2 + \text{H}2\text{O}$. Indica los coeficientes estequiométricos y verifica el…
Balancea la combustión del propano: $\text{C}_3\text{H}_8 + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$. Indica los coeficientes estequiométricos y verifica el balance de C, H y O.
Aplicamos la ley a casos reales
Con esto cerramos el gancho: en la fogata, la leña no se destruyó. Se transformó en cenizas y en gases (CO₂ y vapor de agua) que subieron al aire.
La fotosíntesis puede representarse como $\text{CO}2 + \text{H}2\text{O} \rightarrow \text{C}6\text{H}{12}\text{O}6 + \text{O}2$. Balancea la ecuación, explica el…
La fotosíntesis puede representarse como $\text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + \text{O}_2$. Balancea la ecuación, explica el procedimiento que seguiste y comprueba que se conserva el número de átomos de cada elemento.
Josefa afirma: «Al quemar una vela, la masa total disminuye, así que la materia se destruye y la ley de Lavoisier no se cumple». Analiza su argumento: indica qué…
Josefa afirma: «Al quemar una vela, la masa total disminuye, así que la materia se destruye y la ley de Lavoisier no se cumple». Analiza su argumento: indica qué productos se forman y en qué estado están, escribe una ecuación simplificada balanceada para la combustión de una cera representada como $\text{C}_{20}\text{H}_{42}$ y propone cómo medir para comprobar la conservación de la masa.