Ley de las proporciones definidas (Proust)
Si analizas agua del grifo de tu casa y agua de un glaciar de los Alpes, ¿tendrán la misma proporción de hidrógeno y oxígeno? La respuesta es sí, siempre, y ese hecho tan simple es una de las leyes más útiles de la química.
El descubrimiento de Proust
A finales del siglo XVIII, el químico francés Joseph Louis Proust analizó un mismo compuesto obtenido de fuentes muy distintas (minerales naturales, reacciones de laboratorio...) y comprobó algo sorprendente: la proporción entre los elementos que lo formaban era siempre idéntica.
Analizamos agua destilada de un laboratorio y agua de lluvia recogida y purificada. ¿En qué proporción se combinan el hidrógeno y el oxígeno en cada una? ¿Qué dice la…
Analizamos agua destilada de un laboratorio y agua de lluvia recogida y purificada. ¿En qué proporción se combinan el hidrógeno y el oxígeno en cada una? ¿Qué dice la ley de Proust sobre la procedencia de las muestras?
Calcular con una proporción fija
Si conoces la proporción de un compuesto, puedes calcular la masa de un elemento a partir de la masa del otro, igual que harías con una receta de cocina.
Fíjate: cuanto más hidrógeno pones, más oxígeno necesitas para mantener exactamente la misma proporción $1:8$.
En el agua, el hidrógeno y el oxígeno se combinan en la proporción $1\ \text{g}$ de hidrógeno por cada $8\ \text{g}$ de oxígeno. ¿Cuántos gramos de oxígeno se combinarán…
En el agua, el hidrógeno y el oxígeno se combinan en la proporción $1\ \text{g}$ de hidrógeno por cada $8\ \text{g}$ de oxígeno. ¿Cuántos gramos de oxígeno se combinarán con $4\ \text{g}$ de hidrógeno?
Para formar dióxido de carbono, el carbono y el oxígeno se combinan en la proporción $3\ \text{g}$ de carbono por cada $8\ \text{g}$ de oxígeno. ¿Qué masa de oxígeno…
Para formar dióxido de carbono, el carbono y el oxígeno se combinan en la proporción $3\ \text{g}$ de carbono por cada $8\ \text{g}$ de oxígeno. ¿Qué masa de oxígeno necesitas para quemar por completo $9\ \text{g}$ de carbono?
El calcio y el oxígeno se combinan en la proporción $5:2$ para formar cal viva (óxido de calcio). a) ¿Qué masa de calcio se combina con $16\ \text{g}$ de oxígeno? b)…
El calcio y el oxígeno se combinan en la proporción $5:2$ para formar cal viva (óxido de calcio).
- a) ¿Qué masa de calcio se combina con $16\ \text{g}$ de oxígeno?
- b) ¿Qué masa de cal viva se obtiene?
¿Son el mismo compuesto?
La ley de Proust también sirve al revés: si te dan dos muestras con masas distintas de los mismos elementos, puedes comprobar si son compatibles con el mismo compuesto calculando la proporción de cada una.
Una muestra de agua contiene $2\ \text{g}$ de hidrógeno y $16\ \text{g}$ de oxígeno; otra muestra contiene $5\ \text{g}$ de hidrógeno y $40\ \text{g}$ de oxígeno. La…
Una muestra de agua contiene $2\ \text{g}$ de hidrógeno y $16\ \text{g}$ de oxígeno; otra muestra contiene $5\ \text{g}$ de hidrógeno y $40\ \text{g}$ de oxígeno. La figura compara la composición de las dos muestras.
Calcula la proporción entre hidrógeno y oxígeno en cada muestra y razona si pueden ser el mismo compuesto.
Una muestra contiene $3\ \text{g}$ de carbono y $8\ \text{g}$ de oxígeno, y otra contiene $3\ \text{g}$ de carbono y $4\ \text{g}$ de oxígeno. ¿Pueden ser el mismo…
Una muestra contiene $3\ \text{g}$ de carbono y $8\ \text{g}$ de oxígeno, y otra contiene $3\ \text{g}$ de carbono y $4\ \text{g}$ de oxígeno. ¿Pueden ser el mismo compuesto? Justifica tu respuesta con la ley de Proust.
Un laboratorio analiza dos muestras de un óxido de hierro. La muestra A contiene $14\ \text{g}$ de hierro y $6\ \text{g}$ de oxígeno; la muestra B contiene…
Un laboratorio analiza dos muestras de un óxido de hierro. La muestra A contiene $14\ \text{g}$ de hierro y $6\ \text{g}$ de oxígeno; la muestra B contiene $21\ \text{g}$ de hierro y $9\ \text{g}$ de oxígeno. Calcula la proporción de cada una y decide si son el mismo compuesto.
Dos elementos, más de un compuesto
A veces, dos elementos se combinan en más de una proporción fija, y cada proporción da lugar a un compuesto distinto, con propiedades distintas.
El cobre puede formar dos óxidos distintos. En una muestra, $8\ \text{g}$ de cobre se combinan con $2\ \text{g}$ de oxígeno; en otra muestra, $8\ \text{g}$ de cobre se…
El cobre puede formar dos óxidos distintos. En una muestra, $8\ \text{g}$ de cobre se combinan con $2\ \text{g}$ de oxígeno; en otra muestra, $8\ \text{g}$ de cobre se combinan con $1\ \text{g}$ de oxígeno. La figura compara la composición de las dos muestras.
¿Se trata del mismo óxido? ¿Cómo lo sabes?
Analizamos tres muestras de «óxido de hierro». La muestra A contiene $14\ \text{g}$ de hierro y $6\ \text{g}$ de oxígeno; la muestra B, $14\ \text{g}$ de hierro y…
Analizamos tres muestras de «óxido de hierro». La muestra A contiene $14\ \text{g}$ de hierro y $6\ \text{g}$ de oxígeno; la muestra B, $14\ \text{g}$ de hierro y $4\ \text{g}$ de oxígeno; la muestra C, $21\ \text{g}$ de hierro y $9\ \text{g}$ de oxígeno.
- a) Calcula la proporción hierro:oxígeno de cada muestra.
- b) ¿Cuáles de ellas son el mismo compuesto?
- c) Explica por qué el hierro puede dar lugar a más de un óxido distinto.
El carbono y el oxígeno pueden formar dos gases diferentes. En la muestra A hay $6\ \text{g}$ de carbono y $8\ \text{g}$ de oxígeno; en la muestra B hay $6\ \text{g}$ de…
El carbono y el oxígeno pueden formar dos gases diferentes. En la muestra A hay $6\ \text{g}$ de carbono y $8\ \text{g}$ de oxígeno; en la muestra B hay $6\ \text{g}$ de carbono y $16\ \text{g}$ de oxígeno. La figura muestra el modelo de cada molécula.
- a) Calcula la proporción carbono:oxígeno de cada muestra.
- b) ¿Son el mismo compuesto?
- c) Sabiendo que uno de los gases es el monóxido de carbono (muy tóxico) y el otro es el dióxido de carbono, explica por qué la ley de Proust permite distinguirlos aunque estén formados por los mismos elementos.
Cuando sobra reactivo
Si mezclas dos elementos sin respetar su proporción exacta, no todo reacciona: el que está en exceso sobra sin combinarse.
En un recipiente cerrado ponemos $10\ \text{g}$ de hidrógeno y $64\ \text{g}$ de oxígeno y hacemos que reaccionen (la proporción de combinación es $1:8$). La figura…
En un recipiente cerrado ponemos $10\ \text{g}$ de hidrógeno y $64\ \text{g}$ de oxígeno y hacemos que reaccionen (la proporción de combinación es $1:8$). La figura muestra el recipiente antes de la reacción.
- a) ¿Reacciona todo el hidrógeno?
- b) ¿Qué masa de agua se forma?
- c) ¿Sobra algún gas? ¿Qué masa?
Mezclamos $16\ \text{g}$ de hidrógeno con $100\ \text{g}$ de oxígeno y provocamos la reacción (proporción $1:8$). a) ¿Qué masa de cada gas reacciona? b) ¿Qué masa de…
Mezclamos $16\ \text{g}$ de hidrógeno con $100\ \text{g}$ de oxígeno y provocamos la reacción (proporción $1:8$).
- a) ¿Qué masa de cada gas reacciona?
- b) ¿Qué masa de agua se forma?
- c) ¿Qué masa de hidrógeno sobra?
Un alumno afirma: «Si pongo el doble de oxígeno, el agua que se forme llevará el doble de oxígeno». Para comprobarlo ponemos $4\ \text{g}$ de hidrógeno con…
Un alumno afirma: «Si pongo el doble de oxígeno, el agua que se forme llevará el doble de oxígeno». Para comprobarlo ponemos $4\ \text{g}$ de hidrógeno con $64\ \text{g}$ de oxígeno (el doble de lo necesario).
- a) Calcula la masa de agua que se forma y la masa de oxígeno que sobra.
- b) Explica con la ley de Proust por qué el alumno se equivoca.