Balanceo de Ecuaciones Químicas: Conservación de la Masa

Balanceo de Ecuaciones Químicas: Ley de Conservación de la Masa

La Ley de Conservación de la Masa establece que "la materia ni se crea ni se destruye, simplemente se transforma". Aunque esta ley fue cuestionada con el descubrimiento de las reacciones nucleares, sigue siendo fundamental en las reacciones químicas convencionales.

En una reacción química, la masa se conserva mediante el balanceo de la ecuación. Esto significa que la masa total de los reactivos debe ser igual a la masa total de los productos.

Para balancear una ecuación, se colocan números enteros sencillos (coeficientes estequiométricos) delante de cada especie química. Los subíndices de las fórmulas químicas no se modifican.

Pasos para Balancear una Ecuación Química

1. Formular correctamente cada una de las especies químicas involucradas en la ecuación.
2. Colocar coeficientes enteros y sencillos de manera que exista el mismo número de átomos de cada elemento en ambos lados de la ecuación.
3. Balancear los elementos en el siguiente orden:

• Metales
• No metales
• Oxígeno
• Hidrógeno

Revisar nuevamente los metales o no metales, si hubo alguna modificación.

Nomenclatura después del Balanceo

Los números que se colocan delante de las especies químicas se llaman moles.

• Moléculas: Generalmente, elementos diatómicos (H₂, O₂, N₂, etc.).
• Elementos: Otros elementos en su forma atómica (Na, Fe, etc.).

Ejemplo

2Al (s) + 3Cl₂ (g) → 2AlCl₃ (s)

Esto se lee como: 2 moles de átomos de aluminio reaccionan con 3 moles de moléculas de cloro para producir 2 moles de moléculas de cloruro de aluminio.

Concepto de Mol

El concepto de mol, introducido por Avogadro, es fundamental en la química. Un mol es la cantidad de sustancia que contiene tantas entidades elementales (átomos, moléculas, iones, etc.) como átomos hay en 12 gramos de carbono-12.

1 mol = 6.022 x 10²³ entidades (Número de Avogadro)

Definiciones Clave

• Átomo: Partícula fundamental de la materia.
• Molécula: Unión de dos o más átomos.

Cálculo de Cantidades de Sustancias

• Masa Atómica (A): Masa en gramos de 1 mol de un elemento (g/mol).
• Masa Molecular o Molar (Mr): Suma de las masas atómicas de todos los átomos en una molécula, multiplicadas por sus respectivos subíndices. Es la masa en gramos de 1 mol de un compuesto (g/mol).

Ejemplo: Para una molécula de agua (H₂O), la masa molecular es aproximadamente 2 x 1.0079 g/mol (para los hidrógenos) + 15.999 g/mol (para el oxígeno) = 18.0148 g/mol.

Los 7 elementos diatómicos (H₂, N₂, O₂, F₂, Cl₂, Br₂, I₂) pueden existir como átomos individuales en ciertas condiciones.

1 mol de cualquier gas en condiciones normales (0°C y 1 atm) ocupa un volumen de 22.4 litros.

En una solución, el soluto es la sustancia en menor cantidad y el solvente es la sustancia en mayor cantidad.

Las leyes ponderales rigen el comportamiento de las reacciones químicas, asegurando que la masa se conserva.

Pasos para Demostrar la Ley de Conservación de la Masa

1. Escribir correctamente la ecuación química.
2. Balancear la ecuación química.
3. Identificar los moles de cada especie involucrada.
4. Calcular las masas moleculares de cada especie.
5. Multiplicar las masas moleculares por sus respectivos coeficientes estequiométricos.
6. Sumar las masas de los reactivos y sumar las masas de los productos.
7. Comparar ambas masas; deben ser iguales.