Leo la descripción de cada ficha y calculo la masa molecular de los siguientes compuestos: Ibuprofeno C_13H_18O_2 y Sulfato de aluminio Al_2(SO_4)_3.

M(ibuprofeno) = 206,28 g/mol; M(sulfato de aluminio) = 342,13 g/mol

Libro de Química 2 BGU

Ministerio de Educación del Ecuador

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Evaluación Sección 10: conservación de la materia y masas moleculares

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Respuesta rápida

Ambas ecuaciones mantienen el mismo número de átomos (6 C, 12 H, 18 O) antes y después: la materia solo se transforma. 2.a) Ibuprofeno: $206{,}28 \ \text{g/mol}$ . 2.b) Sulfato de aluminio: $342{,}13 \ \text{g/mol}$ .

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Solución — Página 146

Quimica 2° · 2024

Ejercicio 1

Observo las siguientes ecuaciones propias de dos procesos que ocurren en la naturaleza y explico por qué estos son considerados como ejemplos de la ley de la conservación de la materia.

Fotosíntesis:

$6\,\mathrm{CO_{2}} + 6\,\mathrm{H_{2}O} \rightarrow \mathrm{C_{6}H_{12}O_{6}} + 6\,\mathrm{O_{2}}$

Respiración celular:

$\mathrm{C_{6}H_{12}O_{6}} + 6\,\mathrm{O_{2}} \rightarrow 6\,\mathrm{CO_{2}} + 6\,\mathrm{H_{2}O}$

La ley de conservación de la materia establece que la materia no se crea ni se destruye en una reacción química: solo se transforma, de modo que la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos.
En la fotosíntesis se consumen 6 moléculas de dióxido de carbono y 6 moléculas de agua; se obtienen 1 molécula de glucosa y 6 moléculas de oxígeno. Contando átomos en ambos lados: 6 C, 12 H y 18 O en los reactivos; 6 C, 12 H y 18 O en los productos.
En la respiración celular el proceso es inverso: se consume glucosa y oxígeno y se forman dióxido de carbono y agua. Nuevamente 6 C, 12 H y 18 O en cada lado de la ecuación.
Como el número de átomos de cada elemento es idéntico antes y después de la reacción, no hay átomos ni de más ni de menos: solo cambia la forma en que están unidos, y por eso ambas ecuaciones ilustran la conservación de la materia.

(Nota: en la imagen de la página, la ecuación de la respiración celular aparece escrita como $\mathrm{C_{6}H_{12}O_{6}} + 6\,\mathrm{O_{2}} \rightarrow 6\,\mathrm{CO_{2}} + \mathrm{H_{2}O}$ , con coeficiente 6 incompleto. La ecuación correctamente balanceada es $6\,\mathrm{H_{2}O}$ .)

Respuesta

Ambas ecuaciones están balanceadas: conservan el mismo número de átomos de C, H y O antes y después de la reacción, demostrando que la materia solo se transforma.

Ejercicio 2

Leo la descripción de cada ficha y calculo la masa molecular de los siguientes compuestos.

Parte 2.a

Ibuprofeno ($\mathrm{C_{13}H_{18}O_{2}}$)

Elemento	Número de átomos	Masa atómica promedio (g/mol)	N.º de átomos × masa atómica
C	13	12.011	$13 \times 12{,}011 = 156{,}143$
H	18	1.008	$18 \times 1{,}008 = 18{,}144$
O	2	15.999	$2 \times 15{,}999 = 31{,}998$

Contamos los átomos que hay en la fórmula: 13 de carbono, 18 de hidrógeno y 2 de oxígeno.
Multiplicamos cada cantidad por su masa atómica promedio.
Sumamos los tres productos:

$M = 156{,}143 + 18{,}144 + 31{,}998 = 206{,}285 \ \text{g/mol}$

Respuesta

La masa molecular del ibuprofeno es $206{,}28 \ \text{g/mol}$ (≈ 206,3 g/mol).

Parte 2.b

Sulfato de aluminio ($\mathrm{Al_{2}(SO_{4})_{3}}$)

Primero desplegamos la fórmula: hay 2 átomos de aluminio, 3 de azufre y $3 \times 4 = 12$ de oxígeno.

Elemento	Número de átomos	Masa atómica promedio (g/mol)	N.º de átomos × masa atómica
Al	2	26.982	$2 \times 26{,}982 = 53{,}964$
S	3	32.06	$3 \times 32{,}06 = 96{,}18$
O	12	15.999	$12 \times 15{,}999 = 191{,}988$

Los paréntesis $(\mathrm{SO_{4}})$ se multiplican por el índice exterior 3: 3 S y 12 O.
Multiplicamos cada cantidad por su masa atómica promedio.
Sumamos:

$M = 53{,}964 + 96{,}18 + 191{,}988 = 342{,}132 \ \text{g/mol}$

Respuesta

La masa molecular del sulfato de aluminio es $342{,}13 \ \text{g/mol}$ (≈ 342,15 g/mol).

Contenido de la página

EVALUACIÓN SECCIÓN 10 (página 145)

1. Observo las siguientes ecuaciones propias de dos procesos que ocurren en la naturaleza y explico por qué estos son considerados como ejemplos de la ley de la conservación de la materia.

Fotosíntesis:

$6\,\mathrm{CO_{2}} + 6\,\mathrm{H_{2}O} \rightarrow \mathrm{C_{6}H_{12}O_{6}} + 6\,\mathrm{O_{2}}$

Respiración celular (según aparece en la página): $\mathrm{C_{6}H_{12}O_{6}} + 6\,\mathrm{O_{2}} \rightarrow 6\,\mathrm{CO_{2}} + \mathrm{H_{2}O}$ —ecuación que debe balancearse como $6\,\mathrm{H_{2}O}$ .

2. Leo la descripción de cada ficha y calculo la masa molecular de los siguientes compuestos:

Ficha 1: Ibuprofeno, fórmula $\mathrm{C_{13}H_{18}O_{2}}$ . Importancia: es un compuesto químico importante en el campo de la medicina, pues actúa como ingrediente activo de varios medicamentos que actúan contra el dolor. Incluye tabla para completar con: elemento, número de átomos, masa atómica promedio, número de átomos × masa atómica promedio y masa molecular del compuesto.

Ficha 2: Sulfato de aluminio, fórmula $\mathrm{Al_{2}(SO_{4})_{3}}$ . Importancia: es un compuesto químico importante en la fabricación de papel, así como en la purificación del agua. Incluye la misma tabla a completar.

Pie de página: Texto de Química — 145.

Ejemplos resueltos

Calcular la masa molecular de la glucosa $\mathrm{C_{6}H_{12}O_{6}}$ .

$M = 6(12{,}011) + 12(1{,}008) + 6(15{,}999) = 72{,}066 + 12{,}096 + 95{,}994 = 180{,}156 \approx 180{,}16 \ \text{g/mol}$ .

Contar los átomos en $\mathrm{Al_{2}(SO_{4})_{3}}$ .

El índice 3 del paréntesis multiplica S y O: $3 \times 1 = 3$ átomos de S y $3 \times 4 = 12$ átomos de O, más los 2 de Al del principio de la fórmula.

Tablas (2)

| Elemento | N.º de átomos | Masa atómica promedio | N.º de átomos × masa atómica | |---|---|---|---| | C | 13 | 12.011 | 156.143 | | H | 18 | 1.008 | 18.144 | | O | 2 | 15.999 | 31.998 | | Masa molecular ibuprofeno | | | 206.28 g/mol |

| Elemento | N.º de átomos | Masa atómica promedio | N.º de átomos × masa atómica | |---|---|---|---| | Al | 2 | 26.982 | 53.964 | | S | 3 | 32.06 | 96.18 | | O | 12 | 15.999 | 191.988 | | Masa molecular sulfato de aluminio | | | 342.13 g/mol |

Diagrama

flowchart LR
  A[6 CO2 + 6 H2O] --> B[Reactivos]
  C[C6H12O6 + 6 O2] --> D[Productos]
  B =="misma cantidad de átomos"==> D
  D --> E[La materia se conserva]

Fórmulas y ecuaciones

$M = \sum (n_{i} \times m_{i})$ con $n_{i}$ el número de átomos del elemento $i$ y $m_{i}$ su masa atómica promedio

Cada paréntesis se multiplica por su subíndice exterior: $3(\mathrm{SO_{4}}) \Rightarrow 3\ \mathrm{S} + 12\ \mathrm{O}$

$6\$ , $\mathrm{CO_{2}}$ + $6\$ , $\mathrm{H_{2}O}$ $\rightarrow$ $\mathrm{C_{6}H_{12}O_{6}}$ + $6\$ , $\mathrm{O_{2}}$

$\mathrm{C_{6}H_{12}O_{6}}$ + $6\$ , $\mathrm{O_{2}}$ $\rightarrow$ $6\$ , $\mathrm{CO_{2}}$ + $6\$ , $\mathrm{H_{2}O}$

M( $\text{compuesto}$ ) = $\sum$ ( $\text{n.º de átomos}$ $\times$ $\text{masa atómica promedio}$ )

M( $\mathrm{C_{13}H_{18}O_{2}}$ ) = 13(12{,}011) + 18(1{,}008) + 2(15{,}999) = 206{,}28 \ $\text{g/mol}$

M( $\mathrm{Al_{2}(SO_{4})_{3}}$ ) = 2(26{,}982) + 3(32{,}06) + 12(15{,}999) = 342{,}13 \ $\text{g/mol}$

Glosario (7)

Ley de conservación de la materia: En toda reacción química la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos; la materia solo se transforma.
Masa molecular (molar): Suma de las masas atómicas promedio de todos los átomos de una fórmula química, expresada en g/mol.
Masa atómica promedio: Masa media de un átomo de un elemento tomando en cuenta la abundancia de sus isótopos, expresada en unidades de masa atómica (u) o g/mol.
Grupo poliatómico: Conjunto de átomos unidos que actúan como una unidad en una fórmula, como $\mathrm{SO_{4}^{2-}}$; el subíndice exterior multiplica a todos los átomos del grupo.
Balance de ecuaciones: Ajuste de coeficientes para que el número de átomos de cada elemento sea igual a ambos lados de la ecuación.
Fotosíntesis: Proceso por el cual las plantas convierten $\mathrm{CO_{2}}$ y $\mathrm{H_{2}O}$ en glucosa y oxígeno usando energía luminosa.
Respiración celular: Proceso que rompe la glucosa con oxígeno para liberar energía, produciendo $\mathrm{CO_{2}}$ y agua.

Preguntas para practicar

¿Por qué la fotosíntesis y la respiración celular son ejemplos de la ley de conservación de la materia?

Porque en ambas reacciones el número de átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno es idéntico antes y después: 6 C, 12 H y 18 O. La materia no se crea ni se destruye, solo cambia la forma en que los átomos se agrupan.

¿Por qué al calcular la masa molecular de $\mathrm{Al_{2}(SO_{4})_{3}}$ se deben contar 12 átomos de oxígeno?

Porque el paréntesis $\mathrm{SO_{4}}$ tiene 4 átomos de oxígeno y el subíndice exterior 3 indica que el grupo se repite tres veces: $3 \times 4 = 12$ átomos de oxígeno en total.

Temas y conceptos clave

Ley de conservación de la materiaEcuaciones químicas balanceadasCálculo de masa molecularFotómetros y masas atómicas promedioAplicaciones: ibuprofeno y sulfato de aluminioConservación de la masaBalance de ecuacionesMasa molecularMasa atómica promedioGrupo poliatómico SO4FotosíntesisRespiración celular

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Preguntas que la gente también hace

¿Cómo se demuestra que la fotosíntesis cumple la ley de conservación de la masa?

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¿Cómo se calcula la masa molecular de un compuesto a partir de su fórmula química?

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¿Por qué se multiplican los subíndices de un grupo poliatómico como SO4?

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📌 Antes de leer esto

• Masa atómica promedio y unidad de masa atómica (u) o g/mol
• Lectura de fórmulas químicas con subíndices y grupos poliatómicos
• Balanceo de ecuaciones químicas
• Concepto de átomo y molécula

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Estoquiometría: mol, moles y relación estequiométrica entre reactivos y productos

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Ey EVALUACIÓN SECCIÓN 10 )

Observo las siguientes ecuaciones propias de dos procesos que ocurren en la naturaleza y explico por qué estos son considerados como ejemplos de la ley de la conservación de la materia.

Fotosíntesis 6CO,+6H,O > C,H,,0, +60,

Respiración celular C,H,,0, + 60, > 6CO, + H,O

Leo la descripción de cada ficha y calculo la masa molecular de los siguientes compuestos:

Nombre del Ibuprofeno

compuesto:

Fórmula: C,3H,,0,

Importancia: Es un compuesto químico importante en el campo de la medicina pues actúa como un

ingrediente activo de varios medicamentos que actuan contra el dolor.

Cálculo de la masa molecular

Elemento Número de Masa atómica Número de átomos x Masa molecular del compuesto átomos promedio masa atómica promedio

Nombre del com-

Sulfato de Aluminio

puesto: Fórmula: AL, (SO), Importancia: Es un compuesto químico importante en la fabricación de papel, así como en la purificación del agua. Cálculo de la masa molecular Elemento Número de átomos Masa atómica Número de átomos Masa molecular promedio x masa atómica promedio del compuesto

Texto de Química ' 145

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