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Quimica 3° · 2024
Libro de Química 3 BGU

Ministerio de Educación del Ecuador

77/210

Balanceo de ecuaciones químicas y ley de conservación de la materia

📄 ejercicios quimica 🎓 bachillerato · 3° BGU Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español
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Respuesta rápida

  1. Se completa la tabla relacionando el balanceo con la conservación de materia y energía. 2.a) 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂. 2.b) 4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂. 3) Los átomos son los mismos en reactivos y productos, por eso la masa se conserva.
📚 exercise quimica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 6 min lectura

Solución — Página 77

Quimica 3° · 2024

1
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.

Relación entre los métodos de igualación de ecuaciones y la ley de conservación de la materia y la energía Ejemplos
El método de igualación (balanceo) consiste en colocar coeficientes delante de cada fórmula para que el número de átomos de cada elemento sea igual en reactivos y productos. Al hacerlo se respeta la ley de conservación: la materia no se crea ni se destruye, solo cambia de forma. mathrm{2H_{2}+O_{2}\rightarrow 2H_{2}O} (2 átomos de H y 2 de O en ambos lados)
El balanceo exige que la suma de las masas de los reactivos sea igual a la suma de las masas de los productos, porque cada átomo se conserva; por eso la masa total antes y después de la reacción es idéntica. mathrm{CH_{4}+2O_{2}\rightarrow CO_{2}+2H_{2}O}: 1 C, 4 H y 4 O en cada miembro
La ley de conservación de la energía se cumple porque el balanceo también equilibra los enlaces: la energía contenida en los reactivos se reparte en los productos y el entorno (exotérmico o endotérmico), sin perderse. mathrm{6CO_{2}+6H_{2}O\rightarrow C_{6}H_{12}O_{6}+6O_{2}}: la energía luminosa se almacena como energía química en la glucosa
El método de los coeficientes solo afecta cantidades proporcionales (enteras), nunca cambia los subíndices de las fórmulas, de modo que la identidad de las sustancias y la composición se conservan. mathrm{4FeS_{2}+11O_{2}\rightarrow 2Fe_{2}O_{3}+8SO_{2}}

Respuesta

El balanceo iguala átomos de ambos lados, lo que es la expresión operativa de la ley de conservación de la materia y la energía.

2
Ejercicio 2

Me reúno en equipos y balanceamos las siguientes ecuaciones:

a
Parte 2.a

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

  1. Conteo inicial de átomos: reactivos 1 C, 4 H, 3 O; productos 6 C, 12 H, 8 O.
  2. Carbono: hay 6 C a la derecha, así que se coloca coeficiente 6 frente a mathrm{CO_{2}}: mathrm{6CO_{2}+H_{2}O\rightarrow C_{6}H_{12}O_{6}+O_{2}}.
  3. Hidrógeno: hay 12 H a la derecha, se colocan 6 frente a mathrm{H_{2}O}: mathrm{6CO_{2}+6H_{2}O\rightarrow C_{6}H_{12}O_{6}+O_{2}}.
  4. Oxígeno en reactivos: 6\times 2 + 6\times 1 = 12 + 6 = 18 átomos de O.
  5. Oxígeno en productos: la glucosa aporta 6 O, y hacen falta 12 O más, es decir mathrm{12/2 = 6} moléculas de mathrm{O_{2}}: se escribe 6 mathrm{O_{2}}.
  6. Verificación: productos 6 C, 12 H, 6 + 6\times 2 = 18 O. Coincide con los reactivos.
Respuesta

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

b
Parte 2.b

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

  1. Conteo inicial: reactivos 1 Fe, 2 S, 2 O; productos 2 Fe, 1 S, 5 O.
  2. Se usa el método del coeficiente fraccionario: se deja mathrm{FeS_{2}} con coeficiente 1.
  3. Hierro: hay 2 Fe a la derecha, se escribe mathrm{\tfrac{1}{2}Fe_{2}O_{3}}.
  4. Azufre: hay 2 S a la izquierda, se escribe mathrm{2SO_{2}}.
  5. Oxígeno en productos: \tfrac{1}{2}\times 3 + 2\times 2 = \tfrac{3}{2} + 4 = \tfrac{11}{2} átomos de O; por tanto se necesitan \tfrac{11}{4} moléculas de mathrm{O_{2}}.
  6. Se eliminan fracciones multiplicando todos los coeficientes por 4: 4\times\left(\mathrm{FeS_{2}+\tfrac{11}{4}O_{2}\rightarrow \tfrac{1}{2}Fe_{2}O_{3}+2SO_{2}}\right).
  7. Verificación: Fe 4=2\times2 ✓; S 4\times2=8 ✓; O 4\times2\times 1=22 y 2\times3+8\times2=6+16=22 ✓.

Respuesta

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

3
Ejercicio 3

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

  1. En la fotosíntesis, los 6 átomos de carbono, 12 de hidrógeno y 18 de oxígeno que entran como mathrm{CO_{2}} y mathrm{H_{2}O} reaparecen exactamente en la glucosa y en el oxígeno; ninguno desaparece ni aparece de la nada.
  2. En la calcinación de las piritas, los 4 Fe, 8 S y 22 O que consumen los reactivos se reubican en mathrm{Fe_{2}O_{3}} y mathrm{SO_{2}} sin sobrar ni faltar ninguno.
  3. Como la suma de átomos (y por tanto de masas) es igual antes y después, la masa total de los productos es idéntica a la masa de los reactivos: solo cambió la disposición de los átomos, no su cantidad.
  4. Esto es precisamente lo que enuncia la ley de Lomonósov-Lavoisier: en una reacción química la materia se transforma, pero no se crea ni se destruye; la energía, por su parte, solo se transforma de una forma a otra.

Respuesta orientativa: En ambos casos todos los átomos de los reactivos están presentes en los productos en la misma cantidad, por lo que la masa se conserva y la materia solo cambia de forma química.


Metacognición

¿Qué he aprendido?

Aprendí a balancear ecuaciones químicas mediante coeficientes delante de las fórmulas, verificando que el número de átomos de cada elemento sea igual en reactivos y productos, y comprendí que este balanceo es la comprobación experimental de la ley de conservación de la materia.

¿Cómo lo he aprendido?

Lo aprendí contando átomos elemento por elemento en cada lado de la flecha, corrigiendo con coeficientes y volviendo a contar hasta que todos los elementos coinciden; también revisando ejemplos resueltos en equipo y comparando conteos con mis compañeros.

¿Para qué me ha servido?

Me sirve para interpretar correctamente las reacciones químicas, calcular proporciones masa–masa, predecir cantidades de productos en procesos industriales y evitar errores en cálculos estequiométricos de futuras asignaturas de química.

¿En qué otras ocasiones puedo usarlo?

Puedo usarlo en la vida cotidiana al leer formulaciones de medicamentos o alimentos, en la elaboración de combustibles y fertilizantes, en prácticos de laboratorio para preparar disoluciones, y en cualquier análisis de procesos donde se transforme materia (combustión, fotosíntesis, corrosión).

Contenido de la página

RETO

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 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

2. 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}}

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

METACOGNICIÓN

¿Qué he aprendido? · ¿Cómo lo he aprendido? · ¿Para qué me ha servido? · ¿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{CO_{2}+H_{2}O\rightarrow C_{6}H_{12}O_{6}+O_{2}}

  1. 6 C a la derecha → 6 \mathrm{CO_{2}}. 2) 12 H a la derecha → 6 \mathrm{H_{2}O}. 3) O en reactivos: 6\times2+6\times1=18. 4) Productos: 6 O de la glucosa + 12 O → 6 \mathrm{O_{2}}. Resultado: \mathrm{6CO_{2}+6H_{2}O\rightarrow C_{6}H_{12}O_{6}+6O_{2}}.

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

Con coeficientes fraccionarios: \mathrm{FeS_{2}+\tfrac{11}{4}O_{2}\rightarrow \tfrac{1}{2}Fe_{2}O_{3}+2SO_{2}}. Multiplicando por 4: \mathrm{4FeS_{2}+11O_{2}\rightarrow 2Fe_{2}O_{3}+8SO_{2}}. Verificación: Fe 4=4, S 8=8, O 22=22.

Fórmulas y ecuaciones

\text{Átomos en reactivos} = \text{Átomos en productos}

\sum n_{@@MATH_0@@\text{productos}}

\mathrm{m_{\text{reactivos}} = m_{\text{productos}}}

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

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

\mathrm{FeS_{2}+\tfrac{11}{4}O_{2}\rightarrow \tfrac{1}{2}Fe_{2}O_{3}+2SO_{2}}

Glosario (7)

Balanceo de ecuaciones
Igualación de una ecuación química colocando coeficientes delante de las fórmulas para que haya el mismo número de átomos de cada elemento en reactivos y productos.
Coeficiente estequiométrico
Número entero que se coloca delante de una fórmula para indicar cuántas moléculas o moles intervienen en la reacción.
Subíndice
Número pequeño después de un símbolo químico que indica cuántos átomos de ese elemento hay en la molécula; no se modifica al balancear.
Ley de conservación de la materia
Principio según el cual en una reacción química la masa total de los reactivos es igual a la masa de los productos; la materia no se crea ni se destruye.
Reactivos
Sustancias que se encuentran al lado izquierdo de la flecha de una ecuación química y que se transforman.
Productos
Sustancias que se forman y aparecen al lado derecho de la flecha de la ecuación química.
Fotosíntesis
Proceso en el que las plantas transforman dióxido de carbono y agua en glucosa y oxígeno usando energía luminosa.

Temas y conceptos clave

Métodos de igualación de ecuaciones químicasLey de conservación de la materia y la energíaBalanceo de ecuacionesFotosíntesisCombustión de pirita de hierroMetacognicióncoeficiente estequiométricosubíndiceley de Lomonósov-Lavoisierbalanceoreactivos y productosconservación de átomosmasa atómica
¿Te fue útil esta página?

Preguntas que la gente también hace

¿Qué es el método de igualación de ecuaciones químicas?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Cómo se balancea la ecuación de la fotosíntesis?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Qué dice la ley de conservación de la materia en una reacción química?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
📌 Antes de leer esto
  • • Escribir correctamente fórmulas químicas con subíndices
  • • Concepto de átomo, molécula y elemento químico
  • • Nociones de conservación de la masa en reacciones
  • • División y números fraccionarios
Siguiente tema sugerido
Tipos de reacciones químicas (síntesis, descomposición, sustitución y doble sustitución) y nomenclatura de compuestos
📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 878 caracteres

E) nero )

  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 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 )

  1. Me retino en equipos y balanceamos las siguientes ecuaciones:

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

  1. 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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