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Tema 6.- Los Cambios 2ª Sesión 7-04-2025 - Contenido educativo
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Buenas tardes, esta es la clase de ciencias del día 7 de abril.
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Nos habíamos quedado en el tema 6 de los cambios en cómo se ajusta una reacción química.
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¿Y a qué llamamos esto de estequiometría, la química?
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Que es a trabajar con las formulitas que nos dan las reacciones químicas de los productos.
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Vamos hoy a aprender a trabajar con ellas, a operar con ellas,
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que en el fondo no dejan de ser las operaciones que usamos, pues, ecuaciones de primer grado de matemáticas.
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Nada más que tendremos que aprender a hacer lo que se llaman, pues, los cambios estequiométricos de ajuste de las unidades que necesitamos en función de las que nos dan, ¿vale?
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Entonces, vamos a ver cómo sería esto en plan teórico y luego iremos viendo ejemplos de cómo se calcularían paso a paso los problemas que nos puedan aparecer en esta parte.
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bueno, la ley de conservación de la masa de la borser
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que ya la vimos, nos afirma que en una reacción química
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la masa no puede cambiar
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porque no van a cambiar el número de átomos
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que haya entre reactivos y productos
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entonces si no cambian los átomos no puede cambiar su masa
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o sea, no puede desaparecer masa ni aparecer masa nueva
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que no tuviésemos ya los reactivos
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entonces los átomos no se destruyen
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Lo que cambian son sus enlaces para formar sustancias nuevas, formando unos enlaces nuevos cuando se produce la reacción.
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Bueno, pues ajustar la reacción química consistirá en hacer que cuadren ese número de átomos entre los reactivos y los productos de la reacción.
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Entonces, lo que tendré que controlar es cuántas moléculas de cada sustancia tenemos en reactivos y en productos, para que así cuadren también los átomos finales de esos productos en función de los que teníamos en los reactivos.
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Entonces, lo que vamos a hacer en las fórmulas estas químicas es ponerles unos coeficientes, a los que llamamos coeficientes estequiométricos, que hagan que todos estos valores cuadren, tanto el número de átomos como el número de moléculas que tienen que intervenir en la reacción.
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Vamos a ver un ejemplo sencillito, paso a paso, de qué es esto que estoy diciendo.
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Vamos a suponer que yo tengo este óxido férrico que le voy a juntar con carbono.
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Se produce la reacción química y me da dióxido de carbono más hierro solo.
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Yo aquí en principio veo que tengo dos átomos de hierro en el reactivo, en el óxido férrico,
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y 3 de oxígeno más un átomo de carbono y luego en los productos voy a tener un átomo de carbono,
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2 de oxígeno y uno solo de hierro. Esto no puede ser, habría perdido un átomo de hierro
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y habría perdido otro átomo de oxígeno y hemos dicho que eso no puede ocurrir,
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que pueden cambiar los enlaces pero no puede desaparecer masa porque no pueden desaparecer átomos.
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¿Qué es lo que está ocurriendo? Pues que la reacción está sin ajustar
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Que le tengo que poner unos coeficientes, que decíamos antes que se llamaban coeficientes estequiométricos
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Que hagan que todo cuadre, que esa masa de los reactivos o esos átomos de los reactivos
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Aparezcan luego en algún lugar en los productos de la reacción
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Entonces vamos a ver qué pasaría, pues si yo tengo aquí dos átomos de hierro y tres de oxígeno
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Si pongo un 3 delante de la molécula de carbono
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Tendría que poner un 3 delante de la molécula de dióxido de carbono
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Para que esos carbonos sean iguales en los dos lados
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Tres átomos aquí y tres átomos aquí
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Porque cada molécula de carbono tiene solo un átomo
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Entonces estas tres moléculas que estoy diciendo corresponderían a tres átomos de carbono
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Estas tres moléculas de dióxido de carbono
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Visto el punto del carbono, solo serían tres átomos de carbono
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Bueno, pues vamos a hacer lo mismo con el hierro
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Teníamos dos átomos de hierro aquí en la molécula que tenía el dióxido férrico
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Y nos producía solo un átomo de hierro y una sola molécula de hierro
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Tampoco puede ser
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¿Qué voy a hacer para ajustarlo?
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Pues como al ajustar el carbono resulta que se nos ha descuadrado todavía un poco más el oxígeno
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Puesto que aquí me están saliendo tres moléculas de dióxido de carbono, donde tendría 3 por 2, 6 átomos de oxígeno, pues para tener esos 6 átomos de oxígeno en los reactivos necesitaría poner un 2 delante del óxido férrico.
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Para tener en lugar de una molécula que me daban al principio, tener dos moléculas. Cuando hago eso, ¿qué ocurre? Voy a tener 2 por 3, 6 átomos de oxígeno, justo los que yo quería aquí en el producto de la reacción, pero me descuadran los átomos de hierro.
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porque tendría 2 por 2, 4 átomos de hierro, y aquí en principio solo tenía 1.
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¿Qué es lo que haré para terminar de cuadrar y ajustar esta reacción?
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Pues poner un 4 de coeficiente a hierro, es decir, que en vez de producirse una molécula de hierro,
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se producen 4, donde esas 4 moléculas de hierro son los 4 átomos de hierro que yo quiero,
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que yo quería que hubiese en el producto, puesto que eran los que tenían el reactivo.
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Entonces, una vez que la reacción se ha ajustado, me ha quedado que necesito dos moléculas de óxido férrico combinadas con tres moléculas de carbono para producir tres moléculas de dióxido de carbono y cuatro de hierro.
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Y que así los átomos de cada uno de los elementos que vienen en esta reacción sean iguales, estén en la misma cantidad en los reactivos que en los productos de la reacción, ¿vale?
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Pues en esto va a ser en lo que consista el ajuste de las reacciones químicas, en poner esos coeficientes que habremos que tienen que ser siempre números enteros para que los átomos que tenga en el producto sean los mismos que echen los reactivos, ¿vale?
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Bueno, pues lo vemos aquí, pues en la teoría me dice que los coeficientes estequiométricos me dan la relación del número de moléculas de cada una de las sustancias que intervienen en la reacción, pero como el número de moles que hay en una molécula siempre es proporcional por lo que dijimos del número de abogados en el tema anterior,
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Entonces, la relación que hay entre los moles que intervienen en esta sustancia también estará representada con estos coeficientes que acabamos de poner en el ajuste de la reacción, lo cual nos viene muy bien porque entonces podemos hacer los cálculos que queramos a partir de esta reacción ajustada.
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Entonces, resumen un poco de lo que acabamos de ver. Tengo una interpretación microscópica de las reacciones y otra interpretación macroscópica. En la interpretación microscópica lo que veo es cuántas moléculas tiene que haber de cada componente de los reactivos para producir X moléculas de los productos.
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Por ejemplo, en esta que os pongo aquí, tengo dióxido de azufre y oxígeno, ¿vale? Y me va a terminar generando trióxido de azufre en el producto. Pues lo que estoy diciendo es que necesito dos moléculas de dióxido de azufre combinada con una de oxígeno para producir dos de trióxido de azufre.
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todas estas moléculas están en estado gaseoso
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si yo la interpretación de esta ecuación química
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me la llevo a su forma macroscópica
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lo mismo que me valía para las moléculas
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me vale para los moles
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por lo que decíamos de la proporcionalidad
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que nos daba ese número de abogado
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entonces yo lo podría interpretar
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si me hace falta diciendo que
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dos moles de dióxido de azúcar
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más un mol de oxígeno me van a producir dos moles de trióxido de azufre, ¿vale?
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Entonces, genial, porque me vale la misma relación de moléculas para moles
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y entonces podré luego hacer la transformación de moles a masa o a volumen
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para poder hacer mis cálculos con masas y volúmenes que me den.
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Todo esto, ya sabíamos del tema anterior, se lo debemos a esa equivalencia que me da y esa proporción que me daba el número de abogados
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El número de moles que hay dentro de una molécula y el número de átomos que hay dentro de un mol
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Entonces, esta proporción va a valer siempre para moléculas y moles
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Entonces, nosotros lo utilizaremos en función de los datos que nos den como mejor nos interese
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Bueno, para hacer el ajuste de estas reacciones hay dos métodos.
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Uno que se llama el método de tandeo, que digamos que las ajustamos un poco a ojo, las reacciones,
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y otro que es el método de los coeficientes variables.
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Como las reacciones que nosotros vamos a usar son sencillitas, pues utilizaremos el método de tandeo.
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Pero bueno, os explico también de coeficientes variables aquí en un ejemplo rápido,
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aunque no tendremos nunca una ecuación química tan compleja como esta que os pongo
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para que nos haga falta hacer tanto a cuenta, digamos, ¿vale?
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Entonces tengo ese monóxido de calcio, agua y óxido de carbono
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para que me produzca este hidróxido cálcico, ¿vale?
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Está sin ajustar la reacción, bueno, como quiero tener el mismo calcio
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en el reactivo que en el producto, si aquí estoy diciendo que tengo A átomos de calcio porque tengo A moléculas
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y aquí tengo D átomos de calcio porque tengo D moléculas, pues la A y la C y la D que yo quiero tienen que ser iguales.
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Ahora, si miro el oxígeno, aquí tendría esta primera molécula A átomos de oxígeno y en esta segunda tendría otro D
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Y en esta tercera tendría 2 por C. Entonces, SA más SAB más S2 por C me tiene que dar el 2 por 3, 6 y por B, 6D que tengo aquí en el producto final.
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En el hidrógeno que tenía 2 átomos por B moléculas, pues 2 por B átomos.
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Si llego aquí, tengo este 2 que está fuera del paréntesis
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Multiplicaría el hidrógeno y tendría 2 por 1, 2
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Y por D, 2D
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Y ahora, por último, para el carbono
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Aquí tengo C carbonos
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Y aquí tendrían 2 por 1, 2
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Y por D, 2D
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Pues ahora lo que quiero es ver qué valores tienen que tener
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A, B, C y D
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Para que todas estas ecuaciones cuadren
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O sea, esto en el fondo es un sistema de ecuaciones lineales
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nosotros no hemos sabido hacer en matemáticas sistemas de ecuaciones lineales
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de dos incógnitas, aquí tengo cuatro, pero no pasa nada
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porque algunas son iguales, esta A y esta D son la misma
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y la C es como 2D, o sea que
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haciendo el método de sustitución
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este sistema de cuatro ecuaciones se quedaría reducido a dos
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y lo único que tendríamos que hacer es dar valor, por ejemplo, a la A
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y a partir de ahí sacar las demás, pues si la A vale uno, la B también va a valer uno
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y la C entonces valdría 2 y la B si resolvemos esta última ecuación o esta, valdría 1 también.
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Y ya tendríamos los coeficientes estequiométricos de mi fórmula química y de mi reacción.
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Bueno, esto era sólo para que lo vieseis. Como os digo, no vamos a tener nunca una ecuación tan compleja.
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Las que vamos a usar van a ser bastante más fáciles y las vamos a poder ajustar, como os digo, a ojo.
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Entonces, vamos a ver cómo se hace ese ajuste a ojo de finos, que se llama el método de delanteo.
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Pues es un poco contar los átomos que tengo y hacer que sean los mismos en los reactivos que en los productos.
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Lo vemos en este ejemplo paso a paso.
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Tengo una molécula de nitrógeno, que tiene dos átomos de nitrógeno.
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Le añado una molécula de hidrógeno, que va a tener dos átomos de hidrógeno.
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Y quiero que se me produzca al final una molécula de amoníaco, que es este hidróxido de nitrógeno.
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Pues aquí tendría un átomo de nitrógeno y tres de hidrógeno, con lo cual veo que no cuadran ni los nitrógenos ni los hidrógenos.
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Vamos a empezar a hacer el ajuste poco a poco.
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Si ajusto el nitrógeno poniéndole un 2 delante a este amoníaco que tengo aquí al final, me quedaría esta reacción, dos átomos de nitrógeno y aquí dos moléculas, donde tengo un átomo en cada una, pues dos átomos de nitrógeno.
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Pero, ¿qué ocurriría? Que el hidrógeno se iría sin estar ajustado, porque aquí tengo dos átomos y aquí tendría tres átomos de hidrógeno,
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pero dos moléculas, pues seis átomos de hidrógeno. Entonces, el nitrógeno se ha ajustado, pero el hidrógeno no.
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Si aquí tenía dos átomos y aquí me están saliendo seis, pues con que multiplique por tres a la molécula de hidrógeno,
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Ya tendría los 6 que quiero porque este 3 que pongo de coeficiente por los dos átomos que tenía mi molécula de hidrógeno me da el 6 que yo quería.
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Y ahora todo cuadra.
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Tengo dos átomos de nitrógeno y aquí dos moléculas a un átomo cada una, pues dos átomos de nitrógeno.
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Tres moléculas de hidrógeno, que en total tendrían 3 por 2, 6 átomos de hidrógeno.
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y aquí tengo dos moléculas de amoníaco, con lo cual tengo dos por tres hidrógenos que tiene la molécula de amoníaco por seis hidrógenos,
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pues ya tengo la misma cantidad de nitrógeno y de hidrógeno en los reactivos que en el producto de la reacción.
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Por tanto, mi reacción estaría ya ajustada y lo único que he hecho es ir multiplicando por esos coeficientes
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a cada una de las moléculas que teníamos en mis reactivos, en los productos, hasta
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que todos los átomos de un lado y otro han quedado en la misma cantidad, ¿vale? O sea
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que este método de tanteo, por así decirlo, es un poco la cuenta de la vieja, o sea, hago
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a ojo, voy echando a ojo lo que necesito para que me salga lo que quiero, ¿vale? Hasta
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que todo quede cuadrado. Pues este método es el que nosotros vamos a utilizar. El otro
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era solo para que le conociéseis, pero el tipo de reacciones que vamos a ver en los ejercicios son de este estilo,
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que son cortitas y que se pueden ajustar fácilmente a ojo por tanteo, como estamos diciendo, ¿vale?
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Bueno, una vez visto cómo se ajusta la reacción química, vamos a ver qué cálculos podemos hacer con esas reacciones químicas.
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y eso es lo que llamamos cálculos estequiométricos.
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Bueno, pues lo que pretendemos nosotros hacer con estas reacciones químicas
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es tener una relación de proporcionalidad de cuánto hay de reactivos
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y cuánto hay de productos dentro de la reacción para poder saber qué cantidad,
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ya si estoy en masas o en volúmenes, tengo que echar de reactivos
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para obtener según qué cantidades de productos.
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Entonces, vamos a hacer estos cálculos estequiométricos tanto en masas como en volúmenes. Entonces, el esquema de lo que vamos a hacer en los ejercicios sería este, que si a mí me dan en gramos o en moles los reactivos, ¿qué tendré que hacer?
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Si me lo dan en gramos, tendría que calcular, tendría que hacer el paso de gramos a moles,
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puesto que la reacción venía en moléculas y hemos dicho que la misma relación que hay en moléculas la hay en moles.
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Entonces tendría que pasar esos gramos que me den a moles,
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o sea, usando un factor de conversión que se llama que es el gramo mol
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para saber cuántos moles tengo en esos gramos que yo he echado.
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Una vez que lo tengo en moles, pues hago la reacción moles a moles.
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moles de reactivo contra los moles de producto que tenga
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que van a ser como he dicho los mismos que las moléculas que me han quedado
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en el ajuste de la reacción y cuando ya sepa
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cuantos moles tengo de producto, desharé el cambio
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volveré a transformar esos moles en gramos, otra vez utilizando
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la formulita de la masa molar
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viendo otra vez cuantos gramos por mol tengo
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O sea que los cambios que voy a hacer van a ser siempre utilizando esas masas molares y los haré a derecha o a izquierda, por así decirlo, en función de qué datos me den y qué me pidan de resultado.
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Vamos a verlo con algún ejemplo. Quiero hacer cálculos con masas. ¿Vale? Entonces, ¿cómo voy a tener que usar los factores de conversión?
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pues me dicen que calcule la masa de B
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a partir de una masa conocida en A
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o sea, ¿qué masa voy a obtener en el producto
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sabiendo la masa que he echado en el reactivo?
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¿vale?
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entonces, hemos dicho que esa masa del reactivo
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la tengo que pasar a moles
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la reacción me dice cuántos moles de B
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tengo en función de los que tenga en A
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pues el ajuste que yo hice al principio de la fórmula
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y una vez que sé los moles de B
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vuelvo otra vez a devolverlos a masa
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haciendo otra vez la conversión de gramos por mol
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vemos en el ejemplo lo que os estoy diciendo así en general
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me dice que tengo sodio, que es un metal
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que va a reaccionar con agua, entonces yo tengo
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sodio y agua, y que al reaccionar
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me da un hidróxido
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de sodio y además desprende hidrógeno, ¿vale? Bueno, pues si yo pusiese el sodio, el agua,
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el hidróxido de sodio y el hidrógeno tal cual están, la fórmula estaría sin ajustar,
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tengo que hacer que todo cuadre, digo, si quiero tener tanto sodio aquí como aquí,
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tanto hidrógeno aquí como aquí, tanto oxígeno aquí como aquí, pues tengo que poner primero
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los coeficientes que me ajusten mi reacción química. Y al hacer ese ajuste, por el método
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de tanteo que hemos dicho antes, veo que me hacen falta dos moléculas de sodio combinadas
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con dos de agua para que me den dos de hidróxido de sodio y una de hidrógeno. Pues una vez
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que tengo ese ajuste hecho, ¿vale? Que habrá veces que me le den ya hecho, otras veces
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le tenga que hacer yo, pues vamos a ver cómo calculo los gramos que me salen de hidróxido
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de sodio con esos 62 gramos que me están diciendo que yo he echado de sodio en los
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reactivos. Pues lo primero, hemos dicho que tengo que convertir esos 62 gramos de sodio
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en moles. Pues digo, bueno, como un mol de sodio
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pesa 23 gramos, a esos 62 gramos
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le multiplico por este factor de conversión, donde
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quiero los moles arriba y los gramos abajo, para que estos gramos
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con estos gramos se simplifiquen. Acordaos que os dije que si
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pongo las unidades bien, las
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cuentas se hacen solas, simplemente
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simplificando las unidades que sobran
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y quedándome con las que me piden
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y aquí las que me están pidiendo
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son gramos de hidrógeno
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bueno, primer ajuste
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quiero pasar de gramos de sodio a moles de sodio
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porque sé
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que una vez que sepa los moles de sodio
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sé que de hidróxido sódico
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se me van a producir los mismos
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porque por cada mol de sodio
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se me están
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digo, por cada mol de
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sí, de sodio
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se me está reaccionando con un hidrógeno y me está dando uno de hidróxido sódico.
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¿Vale? Pues vamos a ver esa relación.
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Un mol de hidrógeno reacciona con dos de sodio.
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Y entonces, si vuelvo a hacer la conversión, veo que como un mol de hidrógeno pesaba dos gramos,
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porque el peso molecular del hidrógeno era uno y tengo dos átomos,
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pues entonces tendré 2 gramos en cada molécula
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eso sería lo que tendría un molde de hidrógeno
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entonces si vemos aquí estos gramos de sodio
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se irían con estos gramos de sodio
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este molde de sodio se iría con este molde de sodio
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este molde de hidrógeno se iría con este molde de hidrógeno
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y lo que me queda de resultado son los gramos de hidrógeno
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que es lo que yo quiero
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pero al ir haciendo esos factores de conversión
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me ha quedado que tengo que dividir 62 entre 23
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Lo que me salga, multiplicarlo por este 1 medio y lo que me salga por este 2 partido de 1
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Pues en realidad, este 2 y este 2 también se van a simplificar
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Con lo cual, la única cuenta que voy a tener que hacer para resolver todas estas reacciones
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Es dividir 62 entre 23
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Y ese 62 entre 23 es 2,7
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¿Y qué? Pues gramos de hidrógeno, que es lo que me quedaba aquí arriba de unidades finales sin simplificarse, ¿vale? Pues la solución a mi ejercicio son 62 gramos de sodio al reaccionar con agua forman 2,7 gramos de hidrógeno, ¿vale?
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O sea que al ir poniendo estos factores de conversión para que me salgan las unidades que yo quiero, la fórmula solita se ha ido ajustando y me ha dado las operaciones que yo quería.
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Entonces es muy importante que pongáis en cada paso qué unidades estáis utilizando, porque esas unidades en las que estoy midiendo las cosas son las que me están diciendo qué operaciones tengo que hacer para llegar al resultado que quiero.
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Imaginaos ahora que en verde en masa me mandan a hacer los cálculos en volúmenes.
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Pues aquí vamos a tener en cuenta una cosa muy importante y es que el volumen de un mol de cualquier sustancia, sea líquida, gaseosa, sólida, da igual, siempre va a ocupar 22,4 litros.
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Principalmente esto lo vamos a usar en gases.
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cuando estemos en sólidos y en líquidos
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en sólidos utilizaremos masas
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cuando estén líquidos, masas o volúmenes
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y cuando estén gases utilizaré volúmenes normalmente
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pero daría igual, puedo utilizar en los tres estados
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los dos tipos de cálculos
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bueno, ahora vamos a suponer que estamos con gases
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y entonces me interesa hacer los cálculos con volúmenes
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Bueno, me dan el volumen del reactivo A
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¿Qué hago yo? Paso ese volumen a moles
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Con el ajuste de la reacción sabré cuántos moles de producto tengo en función de los moles que eché de reactivo
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Y una vez que sé los moles del producto lo que hago es volver otra vez a hacer el cambio de moles a volumen
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Y ya llegaríamos al resultado que queremos, que es que nos dé en volumen el resultado del producto. Vamos a ver un ejemplo porque si no así queda como un poco raro. Me dicen que tengo ácido clorhídrico en estado gaseoso, ¿vale?
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Y ese ácido clorhídrico, que sería esto, viene de combinar cloro con hidrógeno. Me dicen, si yo echase 4,5 litros de hidrógeno, ¿cuántos litros de ácido clorhídrico voy a conseguir?
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Pues vamos a hacer lo mismo de antes. Primero ajustar la reacción.
00:25:54
Tengo dos cloros y en el ácido clorhídrico solo hay uno.
00:25:59
Entonces tendré que poner que cada molécula de cloro produce dos de ácido clorhídrico.
00:26:02
Y eso me ajustaría los cloros. Digo, dos por un átomo de cloro me da los dos de cloro que eché.
00:26:08
Y además, sin quererlo, cuando he ajustado el cloro he ajustado también el hidrógeno.
00:26:14
Porque los átomos de una molécula de hidrógeno eran 2, mientras que una molécula de ácido clorhídrico solo es 1.
00:26:18
Si yo quiero que no se pierdan estos dos átomos de hidrógeno, al poner aquí el 2 del coeficiente estequiométrico este, pues se me ajusta también el hidrógeno.
00:26:28
Porque 2 por un átomo me da los dos que tenía.
00:26:37
Bueno, entonces la reacción ya está ajustada.
00:26:41
Vamos a hacer las cuentas que necesito para llegar a esos litros de ácido clorhídrico que estaba buscando
00:26:43
Digo, bueno, yo eché 4,5 litros de hidrógeno
00:26:51
Sé que en cada mol de hidrógeno hay 22,4 litros de hidrógeno
00:26:56
Ya tendría que estos litros de hidrógeno con estos litros de hidrógeno se simplificaría
00:27:02
Y el resultado de este 4,5 entre 22,4 estaría dado en moles
00:27:07
Ahora, como sé que cada mol de hidrógeno me produce dos de ácido clorhídrico,
00:27:14
digo, bueno, pues voy a tener dos moles de ácido clorhídrico por cada mol de hidrógeno.
00:27:21
Esto lo quiero así para que estos moles de hidrógeno que están dividiendo
00:27:27
se simplifiquen con esos que están arriba multiplicando,
00:27:31
con lo cual el resultado de este 4,5 dividido entre 2,4 y multiplicado por 2
00:27:35
estaría dado en moles de hidrógeno, pero yo no quiero moles de hidrógeno,
00:27:41
quiero litros de hidrógeno.
00:27:46
Vuelvo a hacer otra vez el cambio del principio,
00:27:49
diciendo que cada 22,4 litros de hidrógeno son un mol,
00:27:51
con lo cual estos moles de hidrógeno se simplificarían con estos
00:27:58
y el resultado queda medido en litros de hidrógeno.
00:28:01
¿Cuál es el valor de esos litros? ¿Qué cantidad?
00:28:07
Pues digamos, este 22,4 le puedo simplificar con este 22,4.
00:28:10
Todas las unidades se habían simplificado, solo me queda este 4,5 multiplicado por este 2, por terminar de calcular en mi reacción.
00:28:16
Pues 4,5 por 2 son los 9 litros que me aparecen aquí al final, que son de cloruro de hidrógeno,
00:28:26
Que es lo que yo me había quedado aquí sin simplificar después de hacer todos los ajustes y todas las fórmulas estequiométricas correspondientes, ¿vale?
00:28:35
Pues ya tenemos la solución como queríamos. Sé que a partir de 4,5 litros de hidrógeno en forma de gas, ¿vale? Y otros 4,5 litros de cloro en forma de gas, pues obtengo 9,0 litros de cloruro de hidrógeno. O sea, lo que se veía pues a simple vista, ¿vale?
00:28:46
mitad de esto y mitad de esto
00:29:10
es lo que me producía el crudo de hidrógeno
00:29:13
¿vale? pero lo hemos demostrado
00:29:16
poniendo esos coeficientes de proporción
00:29:18
que necesitaban esa fórmula estequiométrica
00:29:23
pues en eso se van a basar los ejercicios de este tema
00:29:25
en que ajuste la reacción
00:29:28
mire que unidades me piden y vea cuáles me dan
00:29:30
para hacer el ajuste correspondiente del paso de unas a otras
00:29:34
y a base de ir poniendo esas proporciones entre gramos y moles o litros y moles,
00:29:38
pues consiga el resultado que necesito, ¿vale?
00:29:46
Bueno, vamos a ver ahora un poquito más de teoría.
00:29:50
Y es, para terminar el tema, ya con esto se acabaría este tema,
00:29:55
es las reacciones que nos podemos encontrar, más que las reacciones,
00:29:58
los tipos de reacciones que podemos encontrarnos distintas.
00:30:04
Os he hecho aquí un esquema resumen, aunque luego explicaremos una por una todas.
00:30:08
Solo nos hace falta saber el tipo de reacción que es.
00:30:13
No vamos a hacer mucho más con ellas, ¿vale?
00:30:16
Solo reconocerlas.
00:30:18
Bueno, pues las puedo clasificar en diversos modos según las propiedades o características
00:30:20
que esté intentando analizar, ¿vale?
00:30:26
Y podríamos tener, si las estoy analizando desde el punto de vista estructural,
00:30:29
tengo reacciones de sístesis, de sustitución y de descomposición.
00:30:35
Si las analizo desde el punto de vista de las partículas que se van a intercambiar
00:30:41
pues tengo las reacciones ácido-base y las redox, que son las de oxidación.
00:30:45
Si las analizo desde el punto de vista de la energía que se produce o se necesita
00:30:53
pues tengo reacciones exotérmicas, que son aquellas en las que se desprende calor
00:30:58
al realizarse la reacción, y endotérmicas, que son las que necesito calor
00:31:03
para que se produzca la reacción, o sea, gastan calor, por decirlo de alguna manera.
00:31:09
Y por último, desde el punto de vista cinético, tengo reacciones rápidas y lentas
00:31:14
según la velocidad a la que se produzca la reacción.
00:31:21
Bueno, pues como os digo, vamos a ver por encima un poquito cuál es cada una
00:31:24
y ya rematamos la teoría de este tema.
00:31:29
Bueno, si las estoy clasificando de forma estructural, pues hemos dicho que tenemos reacciones de síntesis. ¿Qué ocurre en estas reacciones? También se las llama reacciones de combinación.
00:31:33
Pues lo que ocurre es que dos o más sustancias se combinan para generar un solo producto, ¿vale? Como pongo aquí en este esquema sencillito y como ejemplo, pues digo, el óxido de calcio lo combino con agua para formar hidróxido cálcico, ¿vale?
00:31:46
¿Vale? Dos elementos reactivos generan un solo producto. ¿Vale?
00:32:10
Bien, si son reacciones de descomposición, ¿qué ocurrirá? Pues que va a pasar un poco lo contrario. Los reactivos se van a descomponer a partir de sus sustancias y éstas se van a recombinar en otras distintas.
00:32:17
o si estoy en la descomposición normal, esas sustancias se van a quedar sueltas, o sea, como si hiciese la reacción anterior al revés.
00:32:41
Tengo estos reactivos, que es una sustancia compleja, y se descomponen en sus sustancias simples.
00:32:54
Tengo ese monóxido de carbono, que se descompone en carbono y oxígeno.
00:33:03
ese hidróxido de carbono que hemos visto antes
00:33:09
que se descompone en monóxido, digo, de hidróxido de calcio
00:33:12
que hemos visto en la reacción anterior
00:33:15
que se descompone en monóxido de calcio y agua
00:33:17
pues esta reacción de descomposición es justo
00:33:22
la contraria que digamos que la de la reacción de síntesis
00:33:26
es como si fuese el proceso justo al revés
00:33:30
y por último tenemos las reacciones de sustitución o desplazamiento
00:33:32
en la que uno de los elementos del reactivo sustituye a otro elemento del otro reactivo
00:33:38
y generan dos compuestos nuevos, ¿vale?
00:33:50
Entonces, me dice que tengo una reacción de desplazamiento simple
00:33:54
cuando un elemento sustituye a otro dentro de un compuesto.
00:33:58
pues como vemos aquí, tengo ese elemento que está solo
00:34:03
y va a sustituir a uno de estos de este compuesto
00:34:07
la B se va a cambiar por la A, voy a tener AC más B
00:34:10
por ejemplo, tengo el potasio y el cloruro cálcico
00:34:15
pues resulta que se hace reacción y el potasio sustituye al calcio
00:34:18
y se forma cloruro de potasio, o digo, al sodio, perdón
00:34:23
cloruro de potasio más sodio
00:34:27
Pues nada, ha habido una sustitución y hay veces que esa sustitución es doble, se produce un doble desplazamiento.
00:34:30
Pues tenemos dos moléculas y dos iones de esas moléculas se intercambian entre sí, con lo cual generan unas moléculas distintas finales.
00:34:41
Por ejemplo, me dice que el A y el C, los dos son cationes, que están unidos a B y D, que son aniones.
00:34:53
Pues se produce la reacción y el A, que era un cation, se junta con el D, que era un anión,
00:35:00
y por tanto el B, que era un anión, se tiene que juntar con el C, que era un cation,
00:35:07
siempre para que las cargas positivas y negativas de esos iones se terminen compensando
00:35:11
y la molécula se quede estable.
00:35:16
Pues nada más, hay una doble sustitución o un doble reemplazamiento.
00:35:20
Ahora vamos a ver, según la partícula que se intercambia, hemos dicho que tenemos reacciones ácido-base,
00:35:26
que también se llaman reacciones de neutralización, porque uno va a neutralizar al otro,
00:35:32
y siempre se van a mandar entre un ácido, por ejemplo, no desde aquí, que pueda ser el ácido clorhídrico,
00:35:41
y una base, por ejemplo, como pueda ser el hidróxido sólico,
00:35:46
en la que lo que va a ocurrir es que se van a transferir protones del ácido a la base,
00:35:51
para que se pierda acidez en uno
00:35:56
y el otro se compiense
00:36:00
cuando en la reacción
00:36:01
tengo un ácido que es muy fuerte
00:36:04
y una base muy fuerte
00:36:06
pues el producto que se obtiene
00:36:08
se dice que es una sal más agua siempre
00:36:11
tengo ese ácido más la base
00:36:15
me va a dar una sal más agua
00:36:17
donde la acidez va a disminuir
00:36:20
Bueno, pues esta hemos dicho que era una reacción ácido-base. Vamos a las reacciones R2, pues en la que se va a producir una reducción y una oxidación.
00:36:25
Lo que va a ocurrir aquí es que uno más electrones se va a transferir de una sustancia a la otra, produciéndose un cambio en lo que se llama el estado de oxidación.
00:36:38
¿vale? bueno, pues aquí os pongo
00:36:51
por ejemplo la combustión del metano
00:36:54
o la oxidación del cobre
00:36:56
o la fotosíntesis o como se oxidan
00:36:59
o hierro, ¿vale?
00:37:01
pues que serían oxidaciones
00:37:03
perdón
00:37:04
reacciones redondas de esto
00:37:07
como he dicho solo es que con
00:37:08
los tipos que hay por encima
00:37:10
no nos vamos a meter más en cómo
00:37:13
se producen
00:37:15
y cómo quedarían las hormonitas
00:37:16
Según la transferencia energética que se produzca
00:37:19
pues hemos dicho que hay veces que la reacción produce calor
00:37:23
y otras veces que necesita calor como energía de activación
00:37:27
¿Vale? Pues según lo que ocurra a las dos cosas
00:37:31
vamos a decir que tenemos reacciones exotérmicas
00:37:34
que son aquellas en las que se desprende energía
00:37:39
y reacciones endotérmicas que son aquellas en las que se absorbe energía
00:37:42
¿Vale? Pues nada más, nos quedamos con eso
00:37:48
¿Tipos de reacciones donde ocurre esto?
00:37:52
Pues tener algún ejemplo
00:37:57
Pues por ejemplo una síntesis del agua
00:37:58
a partir del hidrógeno y el oxígeno
00:38:00
¿Vale? Se forma agua y se desprende energía
00:38:02
Otra esotérmica
00:38:05
Pues la síntesis del amoníaco
00:38:07
que la hemos visto en varias ocasiones ya
00:38:09
Ahora endotérmica que necesite aportar energía
00:38:11
Pues cuando quiero descomponer el amoníaco
00:38:14
Y otra endotérmica
00:38:17
Pues cuando quiero formar ozono, por ejemplo, que el ozono digamos que es como una molécula entera de oxígeno, como si fuese oxígeno enriquecido, porque voy a tener un átomo de más.
00:38:19
en vez de ser la molécula normal
00:38:36
con dos átomos de oxígeno
00:38:38
el ozono tiene tres átomos de oxígeno
00:38:40
como si tuviese una molécula enriquecida
00:38:43
esos serían ejemplos de reacciones exotérmicas
00:38:46
que necesitan energía
00:38:50
y las otras endotérmicas que necesitan energía
00:38:51
y por último
00:38:56
las lentas y las rápidas
00:38:59
esas no os he puesto nada, solo es eso, ver que se produzcan a mayor o menor velocidad.
00:39:04
Por ejemplo, pues yo qué sé, ¿qué es incienso? Pues una reacción muy lenta de combustión.
00:39:12
Ahora, si se produce una explosión de una bomba, pues sería una reacción muy rápida de combustión.
00:39:19
Pues ya está, no os he puesto el ejemplo aquí porque no va más, pero os quedáis con eso.
00:39:27
y aquí se habría terminado el tema
00:39:33
os he puesto una serie de ejercicios aquí para que repaséis esto
00:39:36
estos primeros un poco para repasar la teoría
00:39:42
y luego ajustes de reacciones químicas
00:39:45
para que practiquéis un poco con el método de tanteo
00:39:51
y por último, pues problemillas
00:39:54
donde tenga que calcular ciertos valores
00:39:57
una vez ajustada la reacción
00:40:02
y
00:40:05
tenga
00:40:06
la masa o volumen
00:40:10
o tal que me pida
00:40:14
¿de acuerdo?
00:40:16
y este último pues sería
00:40:21
todas las formas de
00:40:22
pedirme
00:40:24
un problema
00:40:26
en esta parte de este
00:40:28
geometría, que me lo pidan
00:40:30
en moles, que me lo pidan en volumen
00:40:32
que me lo pidan en gramos, que me lo pidan en kilogramos, da igual, yo me voy a basar siempre en lo mismo, en lo que decía, en poner esas fracciones que nos aparecían ahí en los cálculos antes,
00:40:34
que lo que me dan son las proporciones que hay entre moles y gramos, o moles y volumen, moléculas y moles, pues que es lo que yo voy a tener que ir haciendo,
00:40:47
Esos cambios de unidades que son los que me van a llevar al final a los productos que tengo que hacer para llegar de las unidades que yo tenía a las que me pidan.
00:40:57
¿De acuerdo?
00:41:09
Yolanda, ¿estás por ahí?
00:41:10
Sí, sí, sí.
00:41:13
Profe, una pregunta.
00:41:14
El cuadro ese de arriba que está pasando ahora, ¿qué hay que hacer en él?
00:41:15
En ese cuadro, pues, es ir rellenando, me dicen.
00:41:19
Si tengo 6 moles de dióxido de nitrógeno, ¿cuántos moles de oxígeno necesito y cuántos moles de dióxido de nitrógeno se me van a producir?
00:41:22
Pues tú fíjate que como estamos diciendo que lo primero que hay que hacer es ajustar la reacción.
00:41:34
Aquí tengo un nitrógeno, aquí un nitrógeno. Vale, ese está bien.
00:41:39
Pero aquí tengo 3 átomos de oxígeno y aquí solo 2.
00:41:43
Entonces algo no va bien.
00:41:47
para poderlo ajustar tendría que
00:41:48
operar aquí, digo pues
00:41:51
si yo por ejemplo pongo aquí un 3, tengo 3 por 2
00:41:54
6 átomos de oxígeno, vale
00:41:58
pero entonces haría que me apareciesen
00:42:00
3 de nitrógeno, ya me desajusta esta parte
00:42:04
cuando yo tenga ajustada la reacción
00:42:06
te la dejo ahí para que la pienses
00:42:10
con esos tanqueos que hemos dicho
00:42:12
el número de moles que tengas aquí
00:42:14
estará en relación con los que te han salido aquí y con los que te han salido aquí.
00:42:18
Imagínate que aquí has tenido que poner un 6, aquí un 2 y aquí un 3.
00:42:23
Pues diría que esos 6 moles de monóxido de nitrógeno reaccionarían con 3 de oxígeno
00:42:27
para darte aquí 4 de dióxido de nitrógeno.
00:42:37
¿Vale? O sea, que lo que tú vas a tener que poner aquí son los coeficientes que te queden aquí en el ajuste de la reacción.
00:42:42
Luego dirás, pues si ahora me dan el oxígeno en litros, ¿cuántos litros de monóxido de hidrógeno y de dióxido de nitrógeno reaccionan en 40 litros de oxígeno?
00:42:50
Pues lo que hemos hecho antes, tendrás que cambiar los moles que te aparecen aquí en tu reacción de ese 6, 3 y 4 que decíamos, los tendrás que cambiar a litros acordándote de que cada mol siempre ocupa 22,4 litros de cualquier sustancia y a ver esa conversión de los moles que tú tenías aquí, cuántos litros son aquí y cuántos litros son aquí, ¿vale?
00:43:04
Cuando te lo digan en moléculas, el ajuste entre moléculas y moles va a ser el mismo. Si aquí te dicen 6, es que aquí has puesto un 6, pues ¿qué pasa? Si pones aquí un 6, ¿cuántas tienes que poner aquí y cuántas aquí para que se quede ajustado?
00:43:32
en kilogramos, pues lo mismo que en litros
00:43:45
nada más que tendrías que hacer el cambio
00:43:48
de gramos a moles
00:43:49
y luego de moles otra vez a gramos
00:43:52
que necesitas en un mol
00:43:54
viendo el peso molecular de las
00:43:56
sustancias, vale, uy que aquí
00:43:58
se me ha olvidado poner un cuaderno de la de nitrógeno
00:44:00
y un cuaderno de de oxígeno
00:44:02
bueno, el nitrógeno
00:44:03
que tenemos aquí arriba que es 14
00:44:06
el oxígeno es 16
00:44:08
pues ya
00:44:10
los tendríamos los dos, vale, que se me ha olvidado ponernos
00:44:12
aquí arriba acomodados
00:44:14
que el nitrógeno pesa 14 y el oxígeno 16
00:44:15
lo tenemos en los ejercicios de arriba
00:44:19
o sea que sería lo mismo que has hecho en los ejercicios de arriba
00:44:21
pero aquí condensado con todas las posibles variables
00:44:24
que tienes, de que te lo den en moles, te lo den en moléculas
00:44:28
te lo den en litros, te lo den en gramos, te lo den en kilos
00:44:31
¿vale? pues según como te den los datos
00:44:33
buscar qué transformaciones tienes que hacer
00:44:37
para que te salgan los resultados que tú quieres
00:44:40
en las partes que nos faltan, ¿vale?
00:44:43
Pero es el mismo ejercicio que los de arriba.
00:44:46
Si te fijas en el que hemos hecho arriba
00:44:50
de reacción con masas y de reacción con volúmenes,
00:44:52
pues es tratar de arrogar aquí ahora este ejemplo completo, ¿vale?
00:44:56
Por ejemplo, aquí, que me dan en kilogramos,
00:44:59
yo no sé hacer reacciones con kilogramos,
00:45:02
lo tendría que pasar primero a gramos, ¿vale?
00:45:04
Sí.
00:45:07
¿De acuerdo?
00:45:07
Ajá.
00:45:09
son 6 ejercicios
00:45:09
en el fondo
00:45:12
que son exactamente
00:45:13
iguales
00:45:16
5 y 6
00:45:18
y este de 7 y 8
00:45:20
es hacer todo el rato lo mismo
00:45:22
nada más que con distintas sustancias
00:45:24
y distintos productos moleculares
00:45:26
pero las proporciones
00:45:27
y las reglas que vas a tener que aplicar
00:45:29
son las mismas
00:45:31
el cálculo con masas y el cálculo con moléculas
00:45:32
bueno pues
00:45:34
Aquí os queda tarea para la Semana Santa, ¿vale? Después de Semana Santa, pues si hay alguna duda me preguntáis, porque pasaríamos ya a la parte de física, ya aquí con esto se nos acaba la química y pasaremos a la parte de física, que son dos temas que no los planteamos para que no se nos hagan muy pesados, porque el último trimestre se va a ir volado, entre fuentes, excursiones y no sé qué historias que tenemos por ahí, se nos va a ir volando.
00:45:37
Sí, sí, por favor.
00:46:05
Se me va a llorar en el verano, pero ya está.
00:46:08
Eso sí.
00:46:12
¿Vale?
00:46:13
Muy bien.
00:46:14
Bueno, pues que tengas una buena tarde y nos oímos mañana otra vez en matemáticas, ¿vale?
00:46:15
Muy bien, muy bien.
00:46:20
Venga, hasta mañana.
00:46:21
Gracias, profe. Adiós.
00:46:21
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