3.º de ESORuta de edumaterial
Qué vas a aprender
- Aplicar conservación de la masa definiendo correctamente el sistema.
- Usar proporciones definidas en un compuesto puro.
- Reconocer reactivo limitante y exceso en cálculos sencillos.
Antes de empezar
- Ajustar ecuaciones sencillas.
- Resolver proporciones.
- Distinguir sistema abierto y cerrado.
Contar toda la materia
En una reacción química ordinaria, la masa total de un sistema cerrado permanece constante. Si parece disminuir en un recipiente abierto, puede haberse escapado un gas.
La ley no exige que cada sustancia conserve su masa: reactivos desaparecen y productos aparecen; se conserva el total del sistema.
Proporciones definidas
- Ley de Proust
- Un compuesto puro contiene sus elementos en una proporción de masas fija. Muestras mayores conservan la proporción; una mezcla, en cambio, puede variar su composición.
Evidencia para un modelo
Las leyes ponderales aportaron evidencia cuantitativa compatible con la idea de átomos que se reorganizan en proporciones discretas.
No son una prueba aislada y definitiva de todo el modelo actual: su valor está en explicar y predecir resultados junto con otras evidencias.
Resolver una proporción de reacción
- Escribe la relación de masas dada.
- Calcula cuánto del segundo reactivo corresponde a la cantidad disponible del primero.
- Compara con lo disponible para hallar el limitante.
- Calcula la masa consumida y el exceso.
- En sistema cerrado, suma masas consumidas para obtener productos si solo se forma el producto indicado.
Reactivo en exceso
Un compuesto se forma con 1 g de A por 4 g de B. Hay 3 g de A y 10 g de B.
- 3 g de A necesitarían 12 g de B, pero solo hay 10 g.
- B es limitante.
- 10 g de B reaccionan con 2,5 g de A; sobran 0,5 g de A.
Se forman 12,5 g de producto y sobran 0,5 g de A en el sistema cerrado.
Una balanza no ve lo que escapa
Si baja la lectura en un vaso abierto, la materia se destruyó.
La parte gaseosa puede haber salido del sistema que está sobre la balanza.
Hay que delimitar sistema y entorno. En el montaje cerrado de la imagen, el gas permanece incluido y la aguja no cambia.
Qué debes conservar
- La masa total se conserva en un sistema cerrado.
- La proporción fija se refiere a un compuesto puro.
- El limitante se consume primero.
- Las leyes ponderales son evidencia que apoya el modelo atómico-molecular.
Definir el sistema antes de comparar masasPrueba otro caso
Se quema un papel en un plato abierto y las cenizas pesan mucho menos que el papel. ¿Se ha destruido masa?
¿En cuál de estas situaciones se puede comprobar la ley de conservación pesando solo lo que hay en la balanza?
Solución accesible sin interacción
Respuesta: No: faltan los gases escapados — La masa que falta en el plato puede estar en los productos gaseosos.
Es el error típico de esta destreza, y fue el que retrasó la química doscientos años. Si el mismo papel se quema dentro de un recipiente cerrado y se pesa todo junto, la balanza no se mueve: la masa está ahí, repartida entre las cenizas y los gases que ahora no pueden salir.
Respuesta: En un matraz tapado herméticamente — El sistema cerrado mantiene en la balanza toda la materia.
La ley se cumple siempre, pero solo se puede VERIFICAR con una balanza si nada puede entrar ni salir. En los otros tres casos habría que capturar y pesar también los gases.
Proporciones definidasPrueba otro caso
Un compuesto puro contiene 4 g de X por cada 7 g de Y. ¿Cuánto Y corresponde a 12 g de X?
En un compuesto hay 3 g de A por cada 8 g de B. ¿Qué masa de B acompaña a 15 g de A?
Solución accesible sin interacción
Respuesta: 21 g — Al triplicar X, la proporción exige triplicar también Y: siete por tres.
12 g de X son tres veces 4 g; la masa de Y también se triplica: 3 × 7 = 21 g.
Respuesta: 40 g — Quince es cinco veces tres, así que multiplico ocho por cinco.
15/3 = 5, así que B = 5 × 8 = 40 g.
Reactivo limitante y excesoPrueba otro caso
Reaccionan 2 g de A por cada 5 g de B. Se mezclan 6 g de A y 10 g de B. ¿Qué ocurre?
La proporción es 1 g de C por 3 g de D. Se mezclan 5 g de C y 9 g de D. ¿Cuál es el limitante?
Solución accesible sin interacción
Respuesta: B limita; reaccionan 4 g de A y sobran 2 g de A — Dos por cinco exige cuatro de A por diez de B; de seis sobran dos.
10 g de B consumen 4 g de A; B se agota y quedan 2 g de A.
Respuesta: D; consume 3 g de C y sobran 2 g de C — Nueve de D consumen tres de C y quedan dos de los cinco iniciales.
9 g de D necesitan 3 g de C; D se agota y sobran 2 g de C.
Masa, proporción y limitante
A y B forman un único producto en proporción 2:5. En un sistema cerrado se mezclan 8 g de A y 15 g de B. Indica limitante, exceso y masa de producto.
Solución accesible sin interacción
- Demuestra que puedes aplicar conservación de la masa definiendo correctamente el sistema.
- Demuestra que puedes usar proporciones definidas en un compuesto puro.
- Demuestra que puedes reconocer reactivo limitante y exceso en cálculos sencillos.
Respuesta: B limita; consume 6 g de A, sobran 2 g de A y se forman 21 g de producto.
Quince gramos de B corresponden a 6 g de A. La masa del producto es la suma de las masas consumidas.
Compruébalo ahora
En un recipiente cerrado reaccionan 10 g de A y 24 g de B y se forma un único producto. ¿Qué masa tiene?
Ver solución explicada
Respuesta: 34 g.
La masa total de reactivos es 10 g + 24 g = 34 g y, al estar cerrado, toda queda en el producto.
Un compuesto puro contiene 8 g de oxígeno por cada 1 g de hidrógeno. ¿Qué masa de oxígeno corresponde a 3 g de hidrógeno?
Ver solución explicada
Respuesta: 24 g de oxígeno.
La proporción es 8:1; para triplicar el hidrógeno se triplica el oxígeno: 3 × 8 = 24.
Con la proporción 1 g de H por 8 g de O, se mezclan 5 g de H y 32 g de O. Indica el limitante, el exceso y la masa de producto.
Ver solución explicada
Respuesta: El O es limitante; reaccionan 4 g de H, sobra 1 g de H y se forman 36 g de producto.
32 g de O requieren 32/8 = 4 g de H. La masa consumida es 32 + 4 = 36 g.
Alineación curricular y fuentes
- Física y Química, saberes básicos de primero a tercer curso, bloque E: leyes ponderales como evidencias experimentales del modelo atómico-molecular y cálculos sencillos. · Real Decreto 217/2022, currículo básico de ESO
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Practicar esto: Comprobar la ley de conservación de la masaQué hace que una reacción vaya más deprisaQué ocurre en una reacción química