En toda reacción química unas sustancias, los reactivos, se transforman en

4.3. ESTEQUIOMETRÍA.

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:

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.

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.

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:

Elemento Reactivos Productos

Para resolver el sistema, asignamos a una de las incógnitas el valor que queramos. A cualquier incógnita.

Ca a = d

O a + d + 2c = 6d

H 2b = 2d

Si hacemos que a tome el valor 1:

d = 1. c = 2. b = 1.

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?

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.

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Electrólisis del agua

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.