Tutoría 13 mayo 25. Repaso Química - Contenido educativo
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Ajustar una reacción química es poner delante de cada molécula o elemento que interviene en la reacción un numerito. El numerito para que se cumpla la ley de conservación de la masa. Por ejemplo, vamos a coger esta primera.
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La ley de conservación de la masa dice que la masa de los reactivos tiene que ser igual a la masa de los productos. Los reactivos son lo que escribimos a la izquierda de la flecha y los productos son los que escribimos a la derecha de la flecha.
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O sea, la flecha es como una barrera ahí que tenemos que tener clara que separa dos cosas bien diferentes. Entonces, la masa de los reactivos igual a masa de productos. Después hay ejercicios en los que vamos a tener que hablar de masa a masa, pero ahora a nosotros nos basta con los átomos.
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Nosotros podemos traducir esto como átomos de los reactivos, átomos que hay en los reactivos tienen que ser los mismos átomos que hay en los productos, no pueden desaparecer ni los podemos sacar de la nada.
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Y el problema que tenemos es que cuando vemos, por ejemplo, CH4, este grupo, no podemos hacer nada con él. Eso es una molécula que no la podemos separar. En la reacción química sí que se separa, pero nosotros tenemos que tener en cuenta que esto va a ser un carbono, que lo voy a dibujar como una bola negra,
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unido a cuatro hidrógenos
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que los voy a dibujar como bolitas blancas
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y recordad que teníamos que andar
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pues eso, ajustando las proporciones
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pero si necesitamos añadir aquí este compuesto
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tenemos que añadirlo entero
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si necesitamos más carbono aquí no podemos añadir una bola
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de carbono, tenemos que añadir el grupo entero
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tenemos que añadir el carbono con los cuatro
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hidrógenos que lleva
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ahí estaba el principal
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problema, que algunas veces nos costaba
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un montón hasta que llegábamos a ajustar
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la proporción
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entonces, vamos a hacernos
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aquí una leyenda
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y van a ser, vamos a representar
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el carbono con bolitas negras
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el hidrógeno
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como bolitas huecas
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también de color negro
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y el oxígeno
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Pues parece que como es el aire y eso, pega así de color azul. El oxígeno va a ser bolitas azules. Entonces, en los reactivos, lo que me dice la reacción química es que tengo CH4, este compuesto se llama metano, y es este grupo, pero inseparable.
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Están íntimamente unidos el carbono y los cuadrohidrógenos
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Y después la otra cosa que hay es el oxígeno
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Que son estas dos bolitas de oxígeno
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Hay dos átomos de oxígeno unidos
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Y tampoco los podemos separar
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Esto es lo que tenemos en los reactivos
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Vamos a ver qué hay en los productos
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Pues hay CO2, dióxido de carbono
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Que es un carbono unido a dos oxígenos
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Uno por aquí, otro por allá
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Y después tenemos agua, que es un oxígeno unido a dos hidrógenos
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Uno por aquí y otro por aquí
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Entonces, de alguna manera nos están diciendo que si nosotros mezclamos esta molécula, el CH4
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Si la mezclamos con estas de aquí, pensad que en la naturaleza no va a haber una molécula sola
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Hay muchísimas, ¿vale? Millones de millones, el número de abogado aquel que era un mol y esas cosas, ¿vale? Hay muchísimas moléculas. Entonces, ¿en qué proporción tienen que reaccionar unas con otras para que se produzca esa reacción? ¿Vale? ¿En qué proporción es lo que tenemos que buscar?
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entonces lo que hacíamos nosotros
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era contar átomos
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porque los átomos tengo que conseguir
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tener los mismos en los reactivos
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que en los productos
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entonces de momento veo que no me cuadra nada
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oxígenos aquí hay dos y aquí hay tres
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solo me cuadra el carbón
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que hay uno aquí y uno aquí
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pero por ejemplo
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vamos a empezar por aquí
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si os parece
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por las bolitas huecas de hidrógeno
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y aquí solo tengo dos
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y a la izquierda tengo cuatro
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Entonces, para conseguir necesito más hidrógeno aquí a la derecha, donde los productos
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Entonces, si necesito más hidrógeno, el hidrógeno está solo en el agua
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Luego voy a añadir otra molécula de agua a ver qué pasa
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Voy a poner aquí otra agua, otra de H2O
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Entonces, tengo que poner otra molécula entera. No me vale poner los dos átomos de hidrógeno y ya está, porque no existen sueltos en la naturaleza.
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Añadiendo esta, volvemos a hacer recuento. Eso es. Ya lo tendríamos.
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O sea, hemos hecho un primer paso y nos falta otro. Es decir, lo que acabo de hacer es añadir a la derecha los productos hidrógeno, porque me faltaban, me faltaban bolitas blancas, huecas de estas.
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pero no puedo añadir las sueltas
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para añadir hidrógeno tengo que añadir agua
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el H2O, entonces he añadido agua
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H2O y ahora vuelvo a hacer recuento
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el carbono no lo hemos tocado porque molitas negras
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ya teníamos una aquí y una aquí
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los hidrógenos ya me cuadran, tengo cuatro a la izquierda y cuatro a la derecha
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pero ahora si cuento los oxígenos
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a la derecha tengo cuatro y a la izquierda solo dos
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entonces cojo y añado
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un oxígeno más aquí
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y entonces ya está
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es normal
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ahora ya tal cual
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está dibujado ahora mismo, me salen las
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cobras, ¿no?
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sí, claro, son dos
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bolitas juntas, es un
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O2 que son dos átomos
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de oxígeno juntos
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y ahora ya, si cuento átomos
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sueltos, ya sí que hay cuatro
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bolitas azules a cada lado, cuatro
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bolitas blancas a cada lado
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y una bolita negra a cada lado.
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Entonces, ¿qué significa eso?
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Significa que en la combustión del metano,
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que es esto, ¿vale?
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El metano era esto, de aquí.
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Lo que hacemos es, el gas reacciona con el oxígeno del aire
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cuando hay una llama y se forma CO2 y vapor de agua,
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y moléculas de agua.
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Entonces, eso no se produce una a una,
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sino que cada una de metano necesita dos de oxígeno para reaccionar
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y como resultado se me forma una de CO2 y dos de agua
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entonces una vez que tengo esto ajustado
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me tengo que ir a la ecuación original
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y ponerle el número de moléculas que hemos averiguado ya que reaccionan
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Entonces, lo que me faltaría ahora es ajustar la reacción y tendría que poner, delante del CH4 se queda un 1, que como es un 1 no se pone, pero delante del oxígeno tengo que poner un 2, porque hemos averiguado que por cada una de CH4 reaccionan dos de oxígeno.
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del CO2 se me ha formado
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una, nada más, entonces no pongo
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nada porque el 1 no se pone
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y de agua se me han formado dos
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una y dos, luego aquí tengo que
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poner otro dos
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entonces la reacción química ajustada
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se describiría así
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CH4 más 2
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de oxígeno
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dan
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una de CO2
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más 2
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de H2O
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Y aquí venía una cosa que da lugar a confusión, es el numerito que se pone delante de la molécula y el numerito este pequeño que está a la derecha de los átomos.
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Entonces, recordad que este numerito pequeño implica que todo esto es una molécula única, un único conjunto en el que hay un carbono, porque este carbono aquí no tendría un uno, pero el uno no se pone, hay un carbono y cuatro hidrógenos.
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Este numerito pequeño es el número de átomos que hay en una unidad de estas, en una molécula. El oxígeno no anda en los átomos sueltos por ahí en el aire, andan de dos en dos. Entonces, la molécula de oxígeno se escribe como O2, lo que existe en la naturaleza.
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La molécula de dióxido de carbono se escribe como CO2 porque es un átomo de carbono y dos de oxígeno. Y hay que distinguir este numerito pequeño del que ponemos aquí delante, que significa que para que esta reacción tenga lugar, por cada una de CH4 reaccionan dos de O2.
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Este número es el número de moléculas que interviene en la reacción. Esto era, decíamos, como en las comidas, cuando decíamos por cada vaso de arroz se necesitan dos de agua. Son las proporciones que hacemos en la cocina.
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con 2 de oxígeno
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es lo que se produce
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en la reacción química
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lo que sucede es que luego aquí
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se separan los átomos
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se recombinan los átomos
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y desaparecen estos
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que metimos ahí todos juntos
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en un recipiente
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o que está ardiendo o lo que sea
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y se forma otra cosa
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se forman nuevas sustancias
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Se unen los átomos entre sí de otras maneras
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Dan especies nuevas
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Pero lo que no puede aparecer ni desaparecer de la nada
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Es el número de átomos
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¿Vale? Por eso el hacer estas proporciones
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Bueno, intentamos la siguiente
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Esto es Cl
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Es el cloro
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Es una K, un cloro y tres oxígenos en el mismo grupo. El potasio, el cloro y tres oxígenos. Esto es una reacción que se llama descomposición. Esta sustancia por sí sola no es estable, se descompone y forma oxígeno y otra sustancia diferente.
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Entonces, vamos a mantener el oxígeno de color azul y ahora voy a representar el potasio, la K, como la bola negra y el cloro como una bola blanca, mientras que el oxígeno va a seguir siendo la bolita azul.
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Entonces, el KCLO3, pues sería una negra, una blanca, si queréis, en otro grupo me comentaba una alumna que ella lo veía mejor si en vez de hacer como hago yo,
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que pongo los grupos más o menos con la forma que tienen la realidad ahí en el espacio, ella se los ponía todos en fila.
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Así, entonces a lo mejor lo veis mejor. No sé, esto ya cada uno. Ella se ponía el compuesto así, se ponía todo en fila. La bolita negra, la blanca y los tres oxígenos. Pero sabiendo que todo este conjunto no lo podemos separar.
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Y entonces a la derecha vamos a poner el oxígeno, una de estas, que esta es la ventaja, podemos jugar, pero no, no he dicho nada, aquí lo tenemos, este es el KCl, este es el O2 y este es el KClO3, grupos inseparables.
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tenemos que ajustar
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de forma que tengamos al final
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los mismos átomos, a la izquierda que a la derecha
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aquí solo podemos empezar
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de una manera
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tenemos que empezar por el oxígeno
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porque las otras
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sí que nos cuadraría, tenemos una y una
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pero nos falta oxígeno
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en los productos
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entonces
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no tengo más remedio que añadir dos
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porque van
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de dos en dos, no puedo
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Añadir una bola nada más
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Es una molécula de oxígeno
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Pero son dos bolas
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Dos átomos
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Ahora mismo tengo cuatro
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Ahora mismo tengo cuatro aquí
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Y tres aquí
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Y no me cuadra
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intercambiarlos
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no
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no
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no puedes intercambiar
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no te puedes pasar un oxígeno aquí para allá
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hay que mantenerlos en su sitio
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a ver
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Juan Carlos va encaminado
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pero claro
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o sea aquí si he puesto 4
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y a la izquierda tengo 3 entonces me falta a la izquierda
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con lo cual tengo que poner a la izquierda
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otra molécula de estas porque si no
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no voy a arreglar nunca los oxígenos
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tengo que poner otra de estas
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que lo habéis visto
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Yo creo que lo habéis visto ya de golpe
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Y ahora otra más de oxígeno a la derecha
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Me faltan entonces
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Otra de oxígeno a la derecha
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Ya me cuadran los oxígenos
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Que ya tengo 6 y 6
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Y eso es
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Esta es más fácil
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Porque
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Están en la misma proporción
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Y ahora ya está
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Entonces los numeritos
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Que tengo que poner delante
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Son 2, 2 y 3
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2, 2 y 3
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solo hay azufre
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que va a ser la bola negra
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y oxígeno
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las pongo así en línea, ¿vale?
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por si se os da mejor
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este es el SO2
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este es el O2
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esto está en la parte
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de los reactivos
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y ahora en la parte
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de los productos
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tengo S
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y o tres
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uno, dos y tres
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tengo que añadir
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has empezado por aquí
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vamos a empezar por
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eso, claro
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hay que empezar por aquí
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porque es donde me falta oxígeno
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entonces
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por lo que falta
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porque ahora mismo
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azufre
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tengo una negra
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una y una, pero
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oxígeno, ¿dónde tengo más?
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a la izquierda, me falta a la derecha
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por eso voy a empezar por este
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por añadir uno más aquí, que es donde me
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falta
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vale, y ahora me faltan
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tanto bolitas azules
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como negras, o sea
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tengo que añadir por narices
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una de
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una negra aquí que va con sus dos
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de oxígeno
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y ya
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Y ya lo tenemos. Entonces, tenemos una y dos de SO2, una sola de oxígeno y se han formado dos de SO3.
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Bueno, pues en este ejercicio imaginaos que ya hemos hecho lo de las bolitas
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Y hemos llegado a que el N2, que es el gas nitrógeno, está solo
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Pero necesita reaccionar con 3 de H2
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Si hubiéramos hecho lo de las bolitas tendríamos un solo grupo de N2
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Tres grupos de H2 y darían dos de NH3
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Entonces, este ejercicio lo tenemos que hacer por una regla de tres, que es lo más fácil
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Fijándonos bien en lo que nos están pidiendo
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Fijaos, un mol, decíamos, era ese número que se escribía 6, 0, 2, 3 y luego tenía aquí 23 ceros
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Que no lo voy a transcribir
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O sea, es una cantidad enorme de moléculas de lo que sea, ¿vale?
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¿Cómo es el número que lleva a la izquierda?
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Ese es el número de moles.
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Entonces, fijaos, por ejemplo, esta reacción, hemos dicho, sería por cada una de N2 reaccionan 3 de H2.
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y se formarían
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dos
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de NH3
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si hubiéramos hecho lo de las bolitas
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habríamos hecho una cosa así
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pero ahora yo pregunto
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¿y si en vez de una sola
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de N2 hubiese
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cinco?
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en el
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recipiente donde tengo
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ahí la mezcla puesta
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en vez de una tengo cinco
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pues ¿qué pasa? que si por
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cada una necesita tres
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si tengo 5 necesitaría
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15 de estas
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¿vale? y también puedo calcular
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los reactivos que se
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bueno pues un mol
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de N2
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es un número
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de la imaginación, pero son las cantidades
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que se manejan en la práctica
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en la práctica a lo mejor lo que cabe
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en un vaso
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son unos cuantos moles, porque las
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moléculas son una cosa muy pequeñita
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entonces en lugar de
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hablar de una sola molécula
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Vamos a hablar de estas cantidades, pero no nos importa, no os preocupéis por este número que no nos importa para nada.
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Lo único que tenemos que tener en cuenta es las proporciones, que si por cada una de estas necesito tres de estas, me van a proponer ese tipo de reglas de tres.
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Si en vez de una tengo cinco, ¿cuántas de estas necesito?
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porque en lugar de una molécula pues pensamos que tenemos un mol
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o sea 6,023 por 10 a la 23 moléculas
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pues si tenemos esa cantidad de moléculas de NH2
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necesitaríamos tres veces esa cantidad
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esa cantidad multiplicada por tres de hidrógeno
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y se nos formaría esa cantidad multiplicada por dos de NH3
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es multiplicar las proporciones
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por unas cantidades enormes
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pero esto es solo
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un detalle
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para que entendáis un poco el sentido
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al ejercicio, pero veréis que
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la resolución es muy fácil
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vamos a hacerlo por reglas de 3
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porque tú te lo sacas
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con la cuenta de la vieja
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sí, estupendo
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pero por si acaso
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vamos a hacerlo, venga
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a ver, vamos a hacer el
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Fijaos, yo os diría, ¿cuántos moles de N2 se necesitan para obtener 4 de NH3? Yo me rodearía aquí lo único que interviene. En el apartado A solo interviene el N2 y el NH3.
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del hidrógeno me olvido
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y entonces digo
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pues si por cada una
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porque este nitrógeno aunque no lo tiene
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delante aquí es como si hubiera un 1
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si por cada una
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de N2
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obtengo
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2 de NH3
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dice
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cuántos moles de N2 se necesitan
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para obtener 4 de NH3
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o sea si por cada una
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se obtienen 2, esto es lo que saco
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de leer la reacción, que ya
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me la han ajustado. Y abajo
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planteo el problema. Pues digo
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¿cuántos X de N2
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necesito para obtener
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4 de NH3?
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Pues la regla de 3
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recordad que es este por este
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dividido entre este.
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O sea, 4 por 1
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entre 2.
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Es 4 entre 2
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que son 2.
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¿Y esto
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habría faltado hacerse
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con la ecuación o con este
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me puedes poner el resultado
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bueno
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el resultado de esta serían dos moles
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es lógico
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pues si
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si con uno obtengo dos
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pues si necesito cuatro
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o sea si necesito el doble
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pues tengo que poner el doble
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vale pero con la regla de tres seguro que no
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no os equivocáis
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vamos a ver el B
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misma reacción
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Y dice, si se obtienen 12 de NH3, ¿cuántos de N2 han reaccionado?
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Rodeo los mismos elementos.
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Pongo la misma regla de 3, por tanto.
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1 a 2.
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Este es el N2 y este es el NH3.
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Y ahora me dicen, si se obtienen 12 de NH3, ¿cuántos de este han reaccionado?
00:25:26
Pues 12 por 1 entre 2.
00:25:34
6 moles
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están reaccionando
00:25:45
mal, y el C
00:25:47
el C, ahora me hablan
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del hidrógeno y del NH3
00:26:03
también, entonces ahora
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los que voy a rodear son este
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y este, con lo cual
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la primera
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parte de mi regla de 3 cambia
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porque ahora solo me
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hablan de hidrógeno y de
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amoníaco, de NH3
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¿qué dice
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Esta equimetría de la reacción dice que por cada 3 de este se obtienen 2 de este.
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O sea, ahora el que no me importa es el nitrógeno, el número que tenga delante,
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porque solo me importan los que he rodeado de rojo.
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Y entonces el H2 tiene un 3 delante y el NH3 tiene un 2 delante.
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Y ahora leo la pregunta. ¿Cuántos moles de H2 se necesitan para obtener 4 de NH3?
00:26:43
Pues ahora la regla de 3 es 4 por 3 entre 2.
00:26:53
Un mol es una cantidad enorme, es 6.023 por 10 a la vez de 3 unidades de lo que sea, de la molécula que sea.
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Pero como los átomos son distintos, tenéis la tabla periódica adelante, cada uno tiene un peso distinto, pues un mol de una cosa no pesa lo mismo.
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vamos a hacer el 2, el 3, el 4 y el 5
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un mol de una sustancia
00:27:41
no pesa lo mismo que un mol de otra sustancia
00:27:44
¿vale?
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entonces, la fórmula estrecha
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la que os tenéis que memorizar
00:27:50
que en el instituto
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y bueno, se utiliza
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muchísimo
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el número de moles es la masa
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en gramos
00:28:04
partido
00:28:05
de la masa molecular
00:28:07
o peso molecular
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como decíamos en su día. La fórmula tiene que ser en este sentido, número de moles igual a masa partido de masa molecular.
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Bueno, la masa molecular es la que sacamos de la tabla periódica, utilizando los numeritos estos de los que hablábamos antes.
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Entonces, cuando veáis un ejercicio de este tipo, siempre hay que calcular la masa molecular.
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Entonces vamos a coger, dejé por ahí tres calculadoras, si no, a lo mejor podéis usar la del móvil si la necesitáis.
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Entonces vamos, me voy a apuntar aquí en pequeñito las masas moleculares de todos estos compuestos, que las vamos a necesitar después.
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Por ejemplo, el MgCl2, hemos dicho que será un magnesio con dos cloros.
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Por tanto, tenemos que apuntar la masa del magnesio
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Sí, bueno, es 24,3, vamos a dejarle 24
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24 más la masa de cloro multiplicada por 2
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Pero esto sí que le vamos a poner 35,5
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24 más 35,5 más 35,5
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Porque recordad que este numerito de aquí es que hay dos cloros
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Entonces es 95
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Venga, ya que tenemos la tabla periódica adelante
00:29:56
Vamos a calcular la del KOH
00:30:00
Hay uno de cada
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Un potasio, un oxígeno y un hidrógeno
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Entonces tenéis
00:30:13
Potasio es 39
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El oxígeno lo redondeamos a 16
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Y el hidrógeno a 1
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Entonces será 56
00:30:21
La del CO2
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Será un carbono
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que es 12, más 2 oxígenos
00:30:37
16 más 16
00:30:40
44
00:30:41
y la del N3
00:30:51
será un nitrógeno
00:30:56
redondeamos en 15
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y 3 oxígenos
00:31:02
16 por 3
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entonces, recordad
00:31:12
en la formulita esta
00:31:32
tenemos 3
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parámetros
00:31:35
uno, lo sacamos de la tabla periódica
00:31:37
siempre
00:31:40
y nos quedan los otros dos
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entonces, o nos dan la masa
00:31:45
y nos piden los moles, o nos dan los moles
00:31:48
y nos piden la masa
00:31:49
y ahora ya se trata de
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aplicar las fórmulas
00:31:56
entonces, en el 2, por ejemplo
00:31:57
dice
00:32:00
tienen 5 moles de
00:32:02
MgCl2, ¿cuántos gramos son?
00:32:04
pues
00:32:07
podemos despejar de la ecuación
00:32:07
o hacer la fórmula
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directamente, me dicen
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5 que se los moles es la masa que no la sé partido de la masa molecular que es 95 por
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tanto aquí para despejar la m el 95 que está dividiendo pasa multiplicando
00:32:26
O sea, sería 5 por 95, 475 gramos. El 3, ¿cómo lo haríamos? Pues, número de moles, voy a poner n, es masa en gramos, 40, partido de la masa molecular, que la habíamos calculado aquí, 56, pues 0,714.
00:32:32
venga el 4 dice ¿cuánto pesan
00:33:18
0,4 moles? pues
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me dan los moles que son 0,4
00:33:30
es igual a la masa
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que es lo que busco y
00:33:34
la masa molecular la tenemos aquí calculada
00:33:36
que es
00:33:39
44
00:33:40
entonces es
00:33:41
44 por
00:33:44
0,4
00:33:46
17,6
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y esto siempre está en gramos
00:33:50
y el 5
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os dice cuantos moles
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en este caso me preguntan el número de moles
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hay en 2 gramos
00:34:04
de NO3
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que hemos calculado
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antes que era 63
00:34:11
pues 0,03
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moles
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- Química
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