Este documento trata sobre la estequiometría química y la ley de conservación de la masa. Explica cómo se escriben las ecuaciones químicas usando nombres y fórmulas, y cómo ajustar las ecuaciones para que los átomos coincidan en ambos lados. También describe la ley de Lavoisier de que la masa total se conserva en una reacción química. Incluye ejemplos de ajustar ecuaciones y una actividad de electrólisis del agua.

1. REACTIVIDAD QUÍMICA 3º E.S.O.
4.3. ESTEQUIOMETRÍA.
4.3.1. ECUACIÓN QUÍMICA
En toda reacción química unas sustancias, los reactivos, se transforman en
otras, los productos. Tanto reactivos como productos son sustancias químicas
y, por lo tanto, tienen un nombre químico y una fórmula química.
Podemos entonces, gracias a los nombres, describir la reacción química
indicando los reactivos que intervienen y los productos que resultan de la
reacción. Por ejemplo, podemos decir, que el óxido de hierro(III) con carbón,
produce hierro metálico y dióxido de carbono, donde hemos mezclado la
nomenclatura funcional y de Stock a sabiendas.
Aunque así hemos descrito perfectamente la reacción, se puede hacer más
rápido y fácilmente empleando las fórmulas químicas. Para eso, escribimos a
la izquierda los reactivos enlazándolos con el signo +, a la derecha los
productos, también enlazados con el signo más, y entre reactivos y productos
una flecha que parta de los reactivos y señale a los productos.
La reacción anterior quedaría:
Fe2O3 + C Fe + CO2
La reacción que forma agua (hidrógeno y oxígeno forman agua) sería:
H2 + O2 H2O
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2. REACTIVIDAD QUÍMICA 3º E.S.O.
4.3.2. LEY DE LAVOISIER
Durante muchos años los químicos estudiaron los reactivos que reaccionaban
y los productos que aparecían en la reacción, identificando unos y otros pero
sin tener en cuenta las cantidades de reactivos y productos que intervenían.
El primer científico que estudió de forma constante las cantidades de reactivos
y productos fue el químico francés Antoine Laurent de Lavoisier,
determinando la ley de conservación de la masa, también conocida como ley
de Lavoisier, en su honor.
Según la ley de Lavoisier, en cualquier reacción química, la masa de los
reactivos que intervienen en la reacción ha de ser igual a la masa de los
productos que aparecen en ella.
Si consideramos la combustión de la madera puede parecernos que esto no
ocurre, ya que tras quemarla, nos queda una cantidad de ceniza que pesa
mucho menos que la madera original. Pero esto es porque no consideramos
los gases. Al quemar la madera se produce dióxido de carbono, que es un
gas, y que se pierde en la atmósfera, por lo que si pesamos la ceniza, no
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3. REACTIVIDAD QUÍMICA 3º E.S.O.
estamos pesando todos los productos de la reacción. Si quemáramos la
madera en un bote cerrado, veríamos como no cambia su masa.
4.3.3. AJUSTE DE REACIONES
En una reacción química la masa no cambia porque no cambia el número de
átomos presentes. Los átomos no se destruyen, sino que rompen sus
enlaces, se reordenan y forman enlaces nuevos.
Esto significa que los átomos deben ser los mismos en los dos lados de la
ecuación química, y del mismo tipo. Si en la parte de los reactivos aparecen 5
átomos de un elemento, esos cinco átomos deben aparecer en los productos.
Cuando en la ecuación coinciden los átomos en clase y cantidad en reactivos
y productos, decimos que la reacción está ajustada. Para ajustar la ecuación
química, se escriben, delante de las fórmulas moleculares, números enteros
que indican el número de moléculas que intervienen en la reacción.
La reacción:
Fe2O3 + C Fe + CO2
no está ajustada, ya que en los reactivos hay 2 átomos de hierro, 3 de
oxígeno y 1 de carbono, mientras que en los productos hay 1 de hierro, dos
de oxígeno y uno de carbono.
2Fe2O3 + 3C 4Fe + 3CO2
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4. REACTIVIDAD QUÍMICA 3º E.S.O.
Sería la ecuación ajustada, con 4 átomos de hierro, 3 de carbono y 6 de
oxígeno en ambas partes de la ecuación. Multiplicando el número anterior por
el subíndice, se sabe el número de átomos. Por eso 3CO2 tienen 3 x 1 átomos
de carbono y 3 x 2 átomos de oxígeno.
Para ajustar una reacción química existen varios métodos. Uno de los más
habituales es el de los coeficientes variables. Asignamos a cada molécula de
la reacción una letra. Por ejemplo:
a·CaO + b·H2O + c·CO2 d Ca(HCO3)2
Ahora planteamos ecuaciones igualando los átomos a derecha e izquierda:
Para resolver el sistema,
asignamos a una de las
Elemento Reactivos Productos incógnitas el valor que
queramos. A cualquier
incógnita.
Ca a = d Si hacemos que a tome el
O a + d + 2c = 6d valor 1:
d = 1.
H 2b = 2d c = 2.
b = 1.
C c = 2d
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CaO + H2O + 2 CO2 Ca(HCO3)2
Tomando otro valor, por ejemplo 3, los coeficientes serían 3, 3, 6 y 3 que, al
dividir por 3, nos llevarían nuevamente al resultado anterior.
4.3.4. ACTIVIDADES
a) Para el aula:
• Busca en el diccionario el significado de las siguientes palabras y anótalo
en tu cuaderno. Si en la definición no comprendes alguna palabra, búscala
también y escribe su significado:
Producto
Intervenir
Asignar
Ajustar
Determinar
• Escribe y ajusta la reacción entre el óxido de hierro(III) y el hidrógeno para
producir hierro y agua.
• Escribe y ajusta la reacción entre el óxido de calcio y el ácido clorhídrico
para producir agua y cloruro de calcio.
• ¿Qué significa que una reacción está ajustada?
• ¿Qué dice la ley de Lavoisier? ¿Por qué se cumple dicha ley?
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6. REACTIVIDAD QUÍMICA 3º E.S.O.
b) Para casa:
• ¿Basta con indicar los reactivos y productos para escribir una ecuación
química?
• Se han mezclado 100 g de sustancias en una caja que se introduce en un
horno para producir una reacción química. Tras ésta, ¿qué masa
obtendremos? ¿Cómo se llama esta ley?
• Ajusta la reacción: NH3 + O2 N2O5 + H2O
• Escribe y ajusta la reacción entre el cinc y el ácido clorhídrico para dar
cloruro de cinc e hidrógeno.
• Al añadir ácido clorhídrico al sulfuro de sodio se produce ácido sulfhídrico,
que tiene un característico olor a huevos podridos, y cloruro de sodio.
Escribe y ajusta la reacción.
Experiencia 21
Electrólisis del agua
Material: Reactivos:
2 Tubo de ensayo. Agua destilada.
Vaso de precipitados de 500 ml. Bicarbonato sódico.
Pila de petaca.
Cable de cobre.
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7. REACTIVIDAD QUÍMICA 3º E.S.O.
Procedimiento:
Disuelve una cucharada de bicarbonato en 400 ml de agua destilada
destilada, llena los tubos de ensayo con esa agua y rellena con agua
destilada el vaso de precipitados. Introduce en cada tubo de ensayo un
cable de cobre en ponlos boca abajo, cuidando no derramar agua y que no
se salga el hilo de cobre, en el vado de precipitados. Conecta los otros
extremos del hilo a cada polo de la pila de petaca.
Responde en tu cuaderno:
• ¿Qué ocurre en los tubos de ensayo?
• Conociendo la fórmula química del agua, ¿qué tubo es el que contiene
oxígeno? Compruébalo acercando, una vez terminada la muestra, una
cerilla a cada tubo y anotando lo que pasa.
• Dibuja los materiales empleados y el montaje realizado.
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