Cada vez que enciendes la hornilla de gas de tu casa en la Ciudad de Panamá o en David, el metano reacciona con el oxígeno del aire y se transforma en dióxido de carbono y vapor de agua. Esa transformación se puede escribir con una ecuación química: una frase corta, hecha de fórmulas, que cuenta exactamente qué entra y qué sale.
Reactivos y productos
Al echar bicarbonato en un vaso con vinagre, se produce un burbujeo intenso, el polvo blanco desaparece y se libera un gas nuevo. ¿Cómo representar de forma ordenada qué sustancias teníamos al inicio y cuáles aparecieron?
Fíjate en que la flecha no es un signo igual: en matemáticas, $=$ dice que dos cosas valen lo mismo, mientras que la flecha $\rightarrow$ dice que algo se transforma en otra cosa. Por eso en química se habla de «ecuación» pero se dibuja una flecha.
Practica★☆☆Sin empezar
Al encender una hornilla de gas de la cocina, el metano ($\text{CH}4$) reacciona con el oxígeno del aire y se transforma en dióxido de carbono y vapor de agua. El…
Al encender una hornilla de gas de la cocina, el metano ($\text{CH}_4$) reacciona con el oxígeno del aire y se transforma en dióxido de carbono y vapor de agua. El esquema muestra las partículas de cada sustancia:
Señala cuáles son los reactivos y cuáles los productos de esta reacción.
Completa la frase con las palabras que faltan: «En una ecuación química, las sustancias que se transforman se llaman $\dots$ y se escriben a la $\dots$ de la flecha; las…
Completa la frase con las palabras que faltan: «En una ecuación química, las sustancias que se transforman se llaman $\dots$ y se escriben a la $\dots$ de la flecha; las sustancias nuevas que se forman se llaman $\dots$ y se escriben a la $\dots$».
Nadia dice: «Al quemar un papel desaparece materia, porque las cenizas pesan mucho menos que el papel original». ¿Tiene razón? Razona tu respuesta pensando en todas las…
Nadia dice: «Al quemar un papel desaparece materia, porque las cenizas pesan mucho menos que el papel original». ¿Tiene razón? Razona tu respuesta pensando en todas las sustancias que intervienen y se forman, incluidos los gases.
¿Qué significa el subíndice $2$ en $\text{H}2$? ¿Y el coeficiente $2$ que aparece delante en $2\ \text{H}2\text{O}$? Explica con tus palabras la diferencia entre…
¿Qué significa el subíndice $2$ en $\text{H}_2$? ¿Y el coeficiente $2$ que aparece delante en $2\ \text{H}_2\text{O}$? Explica con tus palabras la diferencia entre subíndice y coeficiente.
Una ecuación también puede decir en qué estado está cada sustancia. Se escribe una letra entre paréntesis, como subíndice pequeño, justo después de la fórmula.
Símbolo
Significa
Ejemplo
(s)
sólido
$\text{NaCl(s)}$, la sal de mesa
(l)
líquido
$\text{H}_2\text{O(l)}$, agua líquida
(g)
gas
$\text{H}_2\text{O(g)}$, vapor de agua
(ac)
solución acuosa (disuelto en agua)
$\text{NaCl(ac)}$, agua salada
Por qué hay que balancear: la Ley de la conservación de la materia
Si quemas $16\text{ g}$ de metano con $64\text{ g}$ de oxígeno en un recipiente cerrado, la balanza marca $80\text{ g}$ antes y después de la combustión. ¿Cómo se refleja a escala de átomos que no se gana ni se pierde masa?
Y si al quemar papel las cenizas pesan menos, ¿se perdió materia? (Es lo que afirmaba Nadia en clase.) Piensa también en lo que pasa con los átomos: los mismos átomos de los reactivos se reagrupan para formar los productos, y esto es lo que distingue una reacción de una simple mezcla, donde las sustancias se juntan sin transformarse. No: parte del papel se fue como gases (dióxido de carbono y vapor de agua) y no los pesaste. En un recipiente cerrado, la masa total no cambia. Con una vela encendida pasa igual: al aire libre la balanza marca menos porque los gases escapan; en una campana hermética marca lo mismo.
Mueve los coeficientes hasta que la tabla diga «balanceado» en todos los elementos. Fíjate en que el hidrógeno y el oxígeno no se igualan a la vez con el mismo número.
Practica★★☆Sin empezar
En un recipiente cerrado se queman completamente $12\ \text{g}$ de carbono con $32\ \text{g}$ de oxígeno y se forma dióxido de carbono. El esquema representa el…
En un recipiente cerrado se queman completamente $12\ \text{g}$ de carbono con $32\ \text{g}$ de oxígeno y se forma dióxido de carbono. El esquema representa el recipiente cerrado antes y después de la reacción:
¿Qué masa de dióxido de carbono se obtiene? ¿En qué ley te basas para afirmarlo sin necesidad de pesarlo?
¿Por qué hay que ajustar las ecuaciones químicas antes de usarlas? Nombra la ley en la que se basa el ajuste y explícala con una frase sencilla sobre lo que les ocurre a…
¿Por qué hay que ajustar las ecuaciones químicas antes de usarlas? Nombra la ley en la que se basa el ajuste y explícala con una frase sencilla sobre lo que les ocurre a los átomos en una reacción.
En un recipiente cerrado, $10\ \text{g}$ de una sustancia A reaccionan por completo con $5\ \text{g}$ de una sustancia B y se obtienen $12\ \text{g}$ de una sustancia C…
En un recipiente cerrado, $10\ \text{g}$ de una sustancia A reaccionan por completo con $5\ \text{g}$ de una sustancia B y se obtienen $12\ \text{g}$ de una sustancia C junto con cierta masa de una sustancia D. El esquema resume las masas conocidas:
a) ¿Qué masa de D se ha formado?
b) Justifica el cálculo enunciando la ley que has aplicado.
Colocamos una vela encendida sobre una balanza de precisión en dos situaciones: a) Al aire libre: la balanza marca cada vez menos a medida que la vela se consume. b)…
Colocamos una vela encendida sobre una balanza de precisión en dos situaciones:
a) Al aire libre: la balanza marca cada vez menos a medida que la vela se consume.
b) Dentro de una campana de vidrio hermética: la marca apenas cambia.
La figura muestra los dos montajes:
Explica los dos resultados usando la ley de conservación de la masa y razona si en alguno de los casos «desaparece» materia de verdad.
Explica, usando el modelo de partículas, qué ocurre exactamente con los átomos en una reacción química: qué les pasa a los átomos de los reactivos, por qué su número…
Explica, usando el modelo de partículas, qué ocurre exactamente con los átomos en una reacción química: qué les pasa a los átomos de los reactivos, por qué su número total no cambia y en qué se diferencia una reacción química de simplemente mezclar sustancias. Ilustra tu explicación con la reacción del hidrógeno con el oxígeno para formar agua, representada con partículas en la figura:
Vuelve al principio: la combustión del metano del fogón se escribe con la ecuación balanceada $\text{CH}_4 + 2\ \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2\ \text{H}_2\text{O}$: por cada molécula de metano necesitas exactamente dos de oxígeno del aire para obtener una de dióxido de carbono y dos de vapor de agua.
Resumen
¡A practicar! 1 ejercicios de nivel medio en este apartado