Química – Bachillerato General – 1 (Primero de Bachillerato) – Pág 77 – Resuelto 0

Pregunta 1) Relación entre los métodos de igualación de ecuaciones y su relación con la ley de la conservación de la materia y la energía. Completo la tabla con la información requerida (incluye ejemplos).

Respuesta:
Paso 1: Regla/idea principal: La igualación de ecuaciones consiste en ajustar coeficientes para que el número de átomos de cada elemento sea el mismo en reactivos y productos; esto expresa la Ley de conservación de la materia (masa y número de átomos constantes).
Paso 2: Relación: Al igualar las ecuaciones se garantiza que la cantidad de cada tipo de átomo se conserva, por lo que la masa total de reactivos y productos es la misma. La energía puede intercambiarse (calor, luz), pero no implica creación o destrucción de materia; el balance muestra el reparto de átomos entre sustancias.
Paso 3: Ejemplos: Fotosíntesis balanceada: 6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂.
Ejemplo combustión de pirita balanceada: 4 FeS₂ + 11 O₂ → 2 Fe₂O₃ + 8 SO₂.
Resultado final: \( \boxed{\text{La igualación asegura conservación de átomos; ejemplos: }6\,CO_2+6\,H_2O\to C_6H_{12}O_6+6\,O_2\text{ y }4\,FeS_2+11\,O_2\to2\,Fe_2O_3+8\,SO_2} \)

Pregunta 2) Me reúno en equipos y balanceamos las siguientes ecuaciones: CO₂ + H₂O → C₆H₁₂O₆ + O₂

Respuesta:
Paso 1: Regla: Contar átomos por elemento en ambos lados y ajustar coeficientes enteros mínimos para igualarlos.
Paso 2: Contemos átomos sin coeficientes (coeficiente 1 implícito):
– Reactivos: C:1, H:2, O:2 (en CO₂) + 1 (en H₂O) total O = 3.
– Productos: C:6 (en C₆H₁₂O₆), H:12, O:6 (en C₆H₁₂O₆) + 2 (en O₂) = 8 (si asumimos 1 O₂). Esto muestra desbalance.
Paso 3: Observando C₆ en producto, necesitamos 6 CO₂ para tener 6 C: ponemos coeficiente 6 frente a CO₂.
Paso 4: Poner 6 H₂O para obtener 12 H (6×2=12) que igualen los 12 H del producto.
Paso 5: Revisar oxígeno: reactivos O = 6×2 (de CO₂) + 6×1 (de H₂O) = 12+6 = 18. Productos O = 6 (en C₆H₁₂O₆) + x·2 (en O₂) debe ser 18 → x·2 = 12 → x = 6.
Paso 6: Coeficientes enteros mínimos: 6 CO₂ + 6 H₂O → 1 C₆H₁₂O₆ + 6 O₂. Podemos omitir el 1.
Resultado final: \( \boxed{6\,CO_2+6\,H_2O\to C_6H_{12}O_6+6\,O_2} \)

Pregunta 3) Me reúno en equipos y balanceamos las siguientes ecuaciones: FeS₂ + O₂ → Fe₂O₃ + SO₂

Respuesta:
Paso 1: Regla: Asignar coeficientes a cada especie y resolver el sistema que iguala átomos por elemento (Fe, S, O).
Paso 2: Sea a FeS₂ + b O₂ → c Fe₂O₃ + d SO₂. Escribimos ecuaciones por elemento:
– Fe: a = 2c.
– S: 2a = d (porque FeS₂ tiene 2 S).
– O: 2b = 3c + 2d.
Paso 3: Expresamos todo en función de c: a = 2c; d = 2a = 4c. Sustituimos en O: 2b = 3c + 2(4c) = 11c → b = \(\dfrac{11}{2}\)c.
Paso 4: Para evitar fracciones elegimos c = 1 y obtenemos b = 11/2, a = 2, d = 4; hay una fracción en b. Multiplicamos todos los coeficientes por 2 para obtener enteros:
– Antes de escalar: (a,b,c,d) = (2, \(\tfrac{11}{2}\),1,4).
– Multiplicando por 2: (2·2, \(\tfrac{11}{2}\)·2, 1·2, 4·2) = (4,11,2,8).
Paso 5: Al multiplicar por 2 eliminamos la fracción: \(\tfrac{11}{\cancel{2}}\times\cancel{2}=11\). Esto muestra la cancelación usada para obtener coeficientes enteros mínimos.
Resultado final: \( \boxed{4\,FeS_2+11\,O_2\to2\,Fe_2O_3+8\,SO_2} \)

Pregunta 4) Explico por qué en estos ejemplos los productos obtenidos evidencian que la materia no se crea ni se destruye.

Respuesta:
Paso 1: Idea: Comparar el número de átomos de cada elemento en reactivos y productos una vez balanceada la ecuación.
Paso 2: En la fotosíntesis balanceada (6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂) contamos C, H y O y verificamos que hay el mismo número de cada átomo a ambos lados: C:6, H:12, O:18. No se crea ni destruye ningún átomo, sólo se reorganizan en nuevas moléculas.
Paso 3: En la combustión de pirita balanceada (4 FeS₂ + 11 O₂ → 2 Fe₂O₃ + 8 SO₂) contamos Fe, S y O: Fe:4, S:8, O:22 en ambos lados. Nuevamente la cantidad de átomos se conserva.
Paso 4: Por tanto los productos muestran que la materia se conserva: las mismas unidades de cada elemento aparecen en reactivos y productos, lo que evidencia la Ley de conservación de la materia. (La energía sí puede cambiar de forma, pero eso no altera el conteo de átomos.)
Resultado final: \( \boxed{\text{Los balances muestran igual número de átomos por elemento; la materia no se crea ni se destruye.}} \)