Me reúno en equipos y balanceamos las siguientes ecuaciones: a) CO_2+H_2O C_6H_12O_6+O_2 b) FeS_2+O_2 Fe_2O_3+SO_2

6CO_2+6H_2O C_6H_12O_6+6O_2; 4FeS_2+11O_2 2Fe_2O_3+8SO_2

Libro de Química 2 BGU

Ministerio de Educación del Ecuador

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Balanceo de ecuaciones químicas y ley de conservación de la materia

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Respuesta rápida

Métodos de igualación = traducción matemática de la conservación de la masa. 2.a) $\mathrm{6CO_{2}+6H_{2}O\rightarrow C_{6}H_{12}O_{6}+6O_{2}}$ ; 2.b) $\mathrm{4FeS_{2}+11O_{2}\rightarrow 2Fe_{2}O_{3}+8SO_{2}}$ . 3) Átomos iguales en ambos lados ⇒ la masa se conserva.

📚 exercise quimica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 6 min lectura

Solución — Página 77

Quimica 2° · 2024

Ejercicio 1

Investigo cómo los métodos de igualación de ecuaciones se relacionan con la ley de la conservación de la materia y la energía; completo la tabla.

La ley de conservación de la materia (Lavoisier) establece que en una reacción química los átomos solo se reorganizan: ni se crean ni se destruyen. Por eso, el número de átomos de cada elemento debe ser igual en reactivos y productos. Los métodos de igualación (igualación directa de átomos, ensayo y error, y método matemático por sistemas de ecuaciones) son los procedimientos que permiten hacer explícita esa igualdad insertingo coeficientes estequiométricos delante de las fórmulas.

Relación entre los métodos de igualación de ecuaciones y su relación con la ley de la conservación de la materia y la energía	Ejemplos
El método de igualación directa de átomos parte de contar los átomos de cada elemento en reactivos y productos e ir ajustando coeficientes hasta que ambos números coincidan: es la traducción matemática de que la materia no se crea ni se destruye.	$\mathrm{2H_{2}+O_{2}\rightarrow 2H_{2}O}$ (4 H y 2 O a ambos lados)
El método de ensayo y error prueba coeficientes sucesivos hasta que todos los elementos quedan equilibrados, verificando siempre la igualdad de átomos exigida por la conservación de la masa.	$\mathrm{CH_{4}+2O_{2}\rightarrow CO_{2}+2H_{2}O}$ (1 C, 4 H, 4 O)
El método matemático plantea un sistema de ecuaciones lineales con los coeficientes incógnitas; su solución satisface la igualdad de átomos, condición necesaria y suficiente de la conservación de la materia.	$\mathrm{N_{2}+3H_{2}\rightarrow 2NH_{3}}$ (2 N y 6 H)
La energía también se conserva: al balancear la ecuación se hace visible que la transformación solo redistribuye masa y que la energía asociada a los enlaces se conserva en el sistema.	Combustión: $\mathrm{CH_{4}+2O_{2}\rightarrow CO_{2}+2H_{2}O}+\text{calor}$

Respuesta

los métodos de igualación son la herramienta que garantiza que, al terminar la reacción, cada elemento tiene el mismo número de átomos en productos y reactivos, lo cual es la expresión cuantitativa de la ley de conservación de la materia (y de la energía).

Ejercicio 2

Me reúno en equipos y balanceamos las siguientes ecuaciones:

Parte 2.a

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

Contar átomos en reactivos y productos (coeficientes todos 1 al inicio):
- Reactivos: C = 1, H = 2, O = 2 + 1 = 3.
- Productos: C = 6, H = 12, O = 6 + 2 = 8.
Igualar el carbono: hay 6 C en el producto, así que se pone $\mathrm{6CO_{2}}$ . $\mathrm{6CO_{2}+H_{2}O\rightarrow C_{6}H_{12}O_{6}+O_{2}}$
Igualar el hidrógeno: hay 12 H en el producto, y cada $\mathrm{H_{2}O}$ aporta 2 H, luego se necesitan $\mathrm{6H_{2}O}$ . $\mathrm{6CO_{2}+6H_{2}O\rightarrow C_{6}H_{12}O_{6}+O_{2}}$
Verificar el oxígeno en reactivos: $\mathrm{6\times 2 + 6\times 1 = 12+6 = 18}$ átomos de O.
Verificar el oxígeno en productos: la glucosa aporta 6 O, por lo que $\mathrm{O_{2}}$ debe aportar $\mathrm{18-6 = 12}$ O, es decir 6 moléculas de $\mathrm{O_{2}}$ .
Comprobación final:
- C: 6 = 6 ✔
- H: 12 = 12 ✔
- O: 18 = 6 + 12 = 18 ✔

Respuesta

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

Parte 2.b

Balancear $\mathrm{FeS_{2}+O_{2}\rightarrow Fe_{2}O_{3}+SO_{2}}$

Contar átomos al inicio:
- Reactivos: Fe = 1, S = 2, O = 2.
- Productos: Fe = 2, S = 1, O = 3 + 2 = 5.
Igualar el hierro: hay 2 Fe en productos, entonces $\mathrm{2FeS_{2}}$ en reactivos. $\mathrm{2FeS_{2}+O_{2}\rightarrow Fe_{2}O_{3}+SO_{2}}$
Igualar el azufre: con $\mathrm{2FeS_{2}}$ hay 4 S en reactivos, así que se pone $\mathrm{4SO_{2}}$ . $\mathrm{2FeS_{2}+O_{2}\rightarrow Fe_{2}O_{3}+4SO_{2}}$
Contar el oxígeno en productos: $3 + (4\times 2) = 3+8 = 11$ átomos de O.
En reactivos cada $\mathrm{O_{2}}$ aporta 2 O; para obtener 11 se necesitan $\mathrm{\frac{11}{2}}$ moléculas, lo que da coeficientes fraccionarios: $\mathrm{2FeS_{2}+\frac{11}{2}O_{2}\rightarrow Fe_{2}O_{3}+4SO_{2}}$ .
Eliminar la fracción multiplicando toda la ecuación por 2:
- $\mathrm{2\times 2FeS_{2} = 4FeS_{2}}$
- $\mathrm{2\times \frac{11}{2}O_{2} = 11O_{2}}$
- $\mathrm{2\times Fe_{2}O_{3} = 2Fe_{2}O_{3}}$
- $\mathrm{2\times 4SO_{2} = 8SO_{2}}$
Comprobación:
- Fe: 4 = $2\times 2 = 4$ ✔
- S: $4\times 2 = 8$ = 8 ✔
- O: $11\times 2 = 22$ = $(2\times 3) + (8\times 2) = 6+16 = 22$ ✔

Respuesta

$\mathrm{4FeS_{2}+11O_{2}\rightarrow 2Fe_{2}O_{3}+8SO_{2}}$

Ejercicio 3

Explico por qué en estos ejemplos los productos obtenidos evidencian que la materia no se crea ni se destruye.

En la fotosíntesis balanceada, los 6 átomos de C que entraron como $\mathrm{6CO_{2}}$ salen todos en la molécula de glucosa; los 12 H provenientes de $\mathrm{6H_{2}O}}$ también terminan en $\mathrm{C_{6}H_{12}O_{6}}$ .
El oxígeno total de los reactivos (18 átomos) reaparece repartido entre la glucosa (6) y el $\mathrm{O_{2}}$ liberado (12): solo cambia la forma en que está combinado, no su cantidad.
En la pirita, los 4 Fe y los 8 S de los reactivos reaparecen en $\mathrm{2Fe_{2}O_{3}}$ y $\mathrm{8SO_{2}}$ , y los 22 átomos de O siguen presentes en los productos.
Como el conteo de átomos es idéntico en ambos lados, la masa total de reactivos es igual a la masa total de productos; por lo tanto la materia no se crea ni se destruye, solo se transforma, cumpliéndose la ley de Lavoisier.

Respuesta

en ambas ecuaciones balanceadas el número de átomos de cada elemento es igual antes y después de la reacción, de modo que la masa de los productos es exactamente la masa de los reactivos: la materia se transforma, pero no se crea ni se destruye.

Contenido de la página

RETO

Investigo cómo los métodos de igualación de ecuaciones se relacionan con la ley de la conservación de la materia y la energía. Completo la tabla con la información requerida:

Relación entre los métodos de igualación de ecuaciones y su relación con la ley de la conservación de la materia y la energía	Ejemplos

ACTIVIDAD PARA TRABAJO EN GRUPO

Me reúno en equipos y balanceamos las siguientes ecuaciones:

$\mathrm{CO_{2}+H_{2}O\rightarrow C_{6}H_{12}O_{6}+O_{2}}$
$\mathrm{FeS_{2}+O_{2}\rightarrow Fe_{2}O_{3}+SO_{2}}$

Explico por qué en estos ejemplos los productos obtenidos evidencian que la materia no se crea ni se destruye.

METACOGNICIÓN

Escalera de preguntas: 1) ¿Qué he aprendido? 2) ¿Cómo lo he aprendido? 3) ¿Para qué me ha servido? 4) ¿En qué otras ocasiones puedo usarlo?

Respondo estas preguntas de manera individual y luego las comparto en una plenaria para establecer un diálogo acerca del aprendizaje desarrollado en la sección.

Ejemplos resueltos

Balancear $\mathrm{CH_{4}+O_{2}\rightarrow CO_{2}+H_{2}O}$ .

C: 1 = 1 ✔. 2. H: 4 en reactivos, así que $\mathrm{2H_{2}O}$ . 3. O en productos: $2+2=4$ , luego $\mathrm{2O_{2}}$ . 4. $\mathrm{CH_{4}+2O_{2}\rightarrow CO_{2}+2H_{2}O}$ (1 C, 4 H, 4 O en ambos lados).

Tabla

Relación entre los métodos de igualación de ecuaciones y su relación con la ley de la conservación de la materia y la energía	Ejemplos
Igualación directa de átomos: ajustar coeficientes hasta que los átomos de cada elemento sean iguales en ambos lados	$\mathrm{2H_{2}+O_{2}\rightarrow 2H_{2}O}$
Ensayo y error: probar coeficientes hasta equilibrar todos los elementos	$\mathrm{CH_{4}+2O_{2}\rightarrow CO_{2}+2H_{2}O}$
Método matemático: sistema de ecuaciones cuya solución satisface la conservación de la masa	$\mathrm{N_{2}+3H_{2}\rightarrow 2NH_{3}}$
La energía también se conserva en la transformación	Combustión: $\mathrm{CH_{4}+2O_{2}\rightarrow CO_{2}+2H_{2}O}+\text{calor}$

Diagrama

flowchart TD
    A[EcUACIÓN NO BALANCEADA] --> B{¿Se iguala un elemento fácil?}
    B -- Sí --> C[Colocar coeficiente del elemento]
    B -- No --> D[Usar ensayo y error o método matemático]
    C --> E[Contar átomos en ambos lados]
    D --> E
    E --> F{¿N_elem reactivos = N_elem productos?}
    F -- No --> C
    F -- Sí --> G[ECUACIÓN BALANCEADA]
    G --> H[Ley de conservación de la materia cumplida]

Fórmulas y ecuaciones

Conteo de átomos: $N_{E}^{\text{reactivos}} = N_{E}^{\text{productos}}$ para todo elemento $E$ .

Fotosíntesis balanceada: $6\mathrm{CO_{2}}+6\mathrm{H_{2}O}\rightarrow \mathrm{C_{6}H_{12}O_{6}}+6\mathrm{O_{2}}$

Pirita balanceada: $4\mathrm{FeS_{2}}+11\mathrm{O_{2}}\rightarrow 2\mathrm{Fe_{2}O_{3}}+8\mathrm{SO_{2}}$

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

4 $\mathrm{FeS_{2}}$ +11 $\mathrm{O_{2}}$ $\rightarrow$ 2 $\mathrm{Fe_{2}O_{3}}$ +8 $\mathrm{SO_{2}}$

2 $\mathrm{FeS_{2}}$ + $\frac{11}{2}@@MATH_0@@\rightarrow$ $\mathrm{Fe_{2}O_{3}}$ +4 $\mathrm{SO_{2}}$

$\text{átomos en reactivos}$ = $\text{átomos en productos}$

$m_{@@MATH_0@@}=m_{$ $\text{productos}$ }

Glosario (6)

Balanceo de ecuaciones: Proceso de colocar coeficientes estequiométricos delante de las fórmulas para que el número de átomos de cada elemento sea igual en reactivos y productos.
Ley de conservación de la materia: Principio de Lavoisier: en una reacción química la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos; la materia no se crea ni se destruye.
Coeficiente estequiométrico: Número entero colocado delante de una fórmula que indica cuántas moléculas o unidades de esa sustancia participan en la reacción.
Índice de fórmula: Número pequeño que sigue a un símbolo químico y indica cuántos átomos de ese elemento hay en una molécula; no se modifica al balancear.
Método de ensayo y error: Técnica de balanceo que consiste en probar coeficientes hasta que todos los elementos quedan equilibrados en ambos lados de la ecuación.
Fotosíntesis: Reacción en la que las plantas transforman $\mathrm{CO_{2}}$ y agua en glucosa y oxígeno, almacenando energía luminosa en enlaces químicos.

Preguntas para practicar

Metacognición 1: ¿Qué he aprendido?

Aprendí a balancear ecuaciones químicas usando los métodos de igualación directa de átomos y de ensayo y error, y comprendí que el balanceo es la demostración cuantitativa de la ley de conservación de la materia: los átomos se reorganizan pero no desaparecen ni aparecen.

Metacognición 2: ¿Cómo lo he aprendido?

Lo aprendí contando átomos elemento por elemento en reactivos y productos, ajustando coeficientes de forma sistemática y verificando siempre al final que los dos lados de la ecuación quedaran equilibrados, primero en equipo y luego de forma individual.

Metacognición 3: ¿Para qué me ha servido?

Me sirve para interpretar correctamente las reacciones químicas, calcular cantidades de sustancia en estequiometría, entender procesos biológicos como la fotosíntesis y la respiración, y comprobar en el laboratorio que la masa se conserva.

Metacognición 4: ¿En qué otras ocasiones puedo usarlo?

Puedo usarlo al resolver problemas de combustión y síntesis, al equilibrar medioambientes y combustibles, en química orgánica e industrial, y en cualquier situación en que deba demostrar que una transformación cumple la conservación de la masa y de la energía.

Temas y conceptos clave

Métodos de igualación de ecuacionesLey de conservación de la materia y la energíaBalanceo de reacciones (fotosíntesis y pirita)Metacognición del aprendizaje químicoley de conservación de la masacoeficiente estequiométricoigualación de átomosensayo y errorecuación química balanceadatransformación química

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Figuras de la página (1)

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Preguntas que la gente también hace

¿Qué relación existe entre el balanceo de ecuaciones y la ley de conservación de la materia?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

¿Cómo se balancea la ecuación de la fotosíntesis $\mathrm{CO_{2}+H_{2}O\rightarrow C_{6}H_{12}O_{6}+O_{2}}$?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

¿Cuáles son los métodos de igualación de ecuaciones químicas?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

¿Por qué la materia no se crea ni se destruye en una reacción química?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

📌 Antes de leer esto

• Escribir fórmulas químicas correctas (índices y coeficientes)
• Contar átomos en una molécula
• Diferenciar coeficiente estequiométrico de índice de fórmula
• Comprender la ley de conservación de la masa de Lavoisier

Siguiente tema sugerido

Cálculo de masas molares y cantidades de sustancia (mol) a partir de ecuaciones balanceadas

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E) nero )

Investigo cómo los métodos de igualación de ecuaciones se relacionan con la ley de la conservación de la materia y la energía. Completo la tabla con la información requerida:

Relación entre los métodos de igualación de ecuaciones y su relación con la ley de la Ejemplos conservación de la materia y la energía

@ activipap PARA TRABAJO EN GRUPO )

Me retino en equipos y balanceamos las siguientes ecuaciones:

le CO,+H,0>C¿H,,0,+0, le FeS,+0,>Fe20,+S0,

Explico por qué en estos ejemplos los productos obtenidos evidencian que la materia no se crea ni se destruye.

¿En qué otras ocasiones puedo usarlo? Respondo estas preguntas de manera individual y luego las comparto en una ¿Para qué me ha servido? plenaria para establecer un diálogo acerca del aprendizaje desarrollado en

¿Cómo lo he aprendido? la sección.

¿Qué he aprendido?

76; Texto de Quimica

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