Cantidades que reaccionan — Química, 14–17 años
Usar una ecuación ajustada como una receta para convertir la cantidad de una sustancia química en la cantidad de otra.
Una ecuación como receta
Una ecuación química ajustada da la proporción entre partículas en una reacción y, por tanto, también la proporción entre moles. Puedes usarla como una receta: primero conviertes una masa conocida en moles, usas la ecuación para hallar la nueva cantidad en moles y después vuelves a convertirla en gramos. Los coeficientes representan cantidades; no son decoración.
¿Por qué calcular cantidades?
Una reacción puede escribirse con símbolos, pero un experimento real necesita cantidades pesadas. Sin un cálculo, una mezcla puede tener demasiado reactivo, desperdiciar material o producir menos producto de lo esperado. Los químicos desarrollaron estas conversiones para relacionar lo que dice la ecuación a escala de partículas con lo que mide una balanza en el laboratorio.
Ejemplo resuelto: formar agua
Para 2H₂ + O₂ → 2H₂O, calcula el agua formada a partir de 4,0 g de hidrógeno, suponiendo que hay oxígeno suficiente. Paso 1: 4,0 g de H₂ ÷ 2,0 g/mol = 2,0 mol de H₂. Paso 2: la proporción H₂:H₂O es 2:2, así que se forman 2,0 mol de H₂O. Paso 3: 2,0 × 18,0 = 36 g de H₂O.
El coeficiente no es una masa
Es tentador leer 2H₂ + O₂ → 2H₂O como «2 gramos más 1 gramo producen 2 gramos». La ecuación no compara masas, sino números de partículas o moles. Como el hidrógeno y el oxígeno tienen masas molares diferentes, convierte primero a moles y solo después vuelve a gramos. El error es comprensible porque los coeficientes parecen números normales.
Planificar una producción real
Las fábricas usan las cantidades que reaccionan para decidir cuánto caliza, combustible, aire u otra materia prima deben introducir en un proceso. El cálculo ayuda a controlar los costes y predice la cantidad máxima de producto posible. Después, los ingenieros corrigen los valores por las impurezas y las reacciones incompletas, porque una ecuación sencilla describe una reacción ideal, no todos los detalles de una fábrica.
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