ÍNDICE - e-uned.es · Ley de la composición constante o Ley de Proust ..... 34 1.3. Ley de las...

7QUÍMICA BÁSICA

Presentación 17

TEMA 1 Leyes de las transformaciones químicas 23

Introducción ............................................................................................................................................................... 27

Desarrollo de los contenidos ..................................................................................................................... 29

1. Leyes ponderales ............................................................................................................................................ 291.1. Ley de conservación de la masa o Ley de Lavoisier ........................................... 291.2. Ley de la composición constante o Ley de Proust ............................................... 341.3. Ley de las proporciones múltiples o Ley de Dalton ........................................... 401.4. Ley de los pesos de combinación de Richter ............................................................ 461.5. Teoría atómica de Dalton ........................................................................................................... 53

2. Leyes volumétricas ........................................................................................................................................ 582.1. Ley de los volúmenes de combinación o Ley de Gay-Lussac ..................... 582.2. Hipótesis de Avogadro .................................................................................................................. 63

En este tema tienes que recordar ......................................................................................................... 69

Desarrollo de competencias ....................................................................................................................... 72

Autoevaluación ....................................................................................................................................................... 88

TEMA 2 El lenguaje de la química 93

Introducción ............................................................................................................................................................... 97


1. Sustancias y mezclas. Elementos y compuestos ................................................................ 991.1. Sustancias y mezclas ........................................................................................................................ 99

1.1.1. Sustancia pura ...................................................................................................................... 991.1.2. Mezclas ........................................................................................................................................ 101

1.2. Elementos y compuestos ............................................................................................................. 1061.2.1. Elementos ................................................................................................................................. 1061.2.2. Compuestos ............................................................................................................................ 107

2. Símbolos y fórmulas .................................................................................................................................... 110

ÍNDICE

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■ Indíce

8 QUÍMICA BÁSICA

2.1. Símbolos ...................................................................................................................................................... 1102.2. Fórmulas ..................................................................................................................................................... 110

3. Masas atómicas y moleculares ........................................................................................................... 1143.1. Masa atómica ......................................................................................................................................... 1143.2. Masa molecular .................................................................................................................................... 115

4. Concepto de mol. Número de Avogadro. Masa molar .............................................. 1184.1. Concepto de mol ................................................................................................................................ 1184.2. Número de Avogadro .................................................................................................................... 1204.3. Masa molar .............................................................................................................................................. 123

5. Densidad. Volumen molar ..................................................................................................................... 1275.1. Densidad ..................................................................................................................................................... 1275.2. Volumen molar ..................................................................................................................................... 128

6. Determinación de la fórmula de un compuesto. Formula empírica y mo-lecular. Composición centesimal ..................................................................................................... 1316.1. Determinación de la fórmula de un compuesto .................................................. 1316.2. Fórmula empírica y fórmula molecular ......................................................................... 132

6.2.1. Fórmula empírica ............................................................................................................... 1326.2.2. Fórmula molecular ........................................................................................................... 133

6.3. Composición centesimal o porcentual ........................................................................... 137

7. Ecuaciones químicas. Ajuste de las ecuaciones químicas ......................................... 1427.1. Ecuaciones químicas ........................................................................................................................ 1427.2. Ajuste de las ecuaciones químicas ..................................................................................... 144

8. Estequiometría. Cálculos estequiométricos: cálculos peso-peso, peso-vo-lumen y volumen-volumen. Tanto por ciento de pureza. Rendimiento de las reacciones químicas. Reactivo limitante .......................................................................... 1508.1. Estequiometría ..................................................................................................................................... 1508.2. Cálculos estequiométricos ......................................................................................................... 150

8.2.1. Cálculos peso-peso ........................................................................................................... 1528.2.2. Cálculos peso-volumen ................................................................................................ 1558.2.3. Cálculos volumen-volumen ...................................................................................... 156

8.3. Tanto por ciento de pureza o riqueza ........................................................................... 1578.4. Rendimiento de las reacciones químicas ..................................................................... 1598.5. Reactivo limitante ............................................................................................................................. 162



Autoevaluación ....................................................................................................................................................... 183

TEMA 3 Estados de agregación de la materia 189

Introducción ............................................................................................................................................................... 193


1. Gases: sus leyes. Ley de Boyle. Ley de Charles-Gay-Lussac. Ley de Avoga-gro. Ecuación de estado de los gases ideales. Determinación de masas moleculares en gases ................................................................................................................................. 195


9QUÍMICA BÁSICA

ÍNDICE

1.1. Gases: sus leyes ..................................................................................................................................... 1951.2. Ley de Boyle-Mariotte ................................................................................................................... 1991.3. Ley de Charles ....................................................................................................................................... 2021.4. Ley de Gay-Lussac .............................................................................................................................. 2061.5. Ley de Avogadro ................................................................................................................................. 2091.6. Ecuación de Estado de los Gases Ideales. Determinación de masas

moleculares en gases ...................................................................................................................... 212

2. Cambios de estado: Presión de vapor, temperatura de ebullición y de fusión ........................................................................................................................................................................ 2202.1. Cambios de estado ............................................................................................................................ 2202.2. Presión de vapor ................................................................................................................................. 2232.3. Temperatura de ebullición ........................................................................................................ 2242.4. Temperatura de fusión ................................................................................................................. 225

3. Estructura interna de los estados de agregación: Estado sólido, líquido y gaseoso .................................................................................................................................................................... 2273.1. Estado sólido .......................................................................................................................................... 2303.2. Estado líquido ....................................................................................................................................... 2313.3. Estado gaseoso ..................................................................................................................................... 232

4. Disoluciones: Solubilidad y saturación ...................................................................................... 2334.1. Disoluciones ............................................................................................................................................ 2334.2. Solubilidad y saturación .............................................................................................................. 237

5. Concentración de disoluciones. Molaridad, Normalidad, Molalidad, Frac ción Molar, Porcentaje en peso o en masa ................................................................. 2405.1. Concentración de disoluciones ............................................................................................. 2405.2. Molaridad .................................................................................................................................................. 2405.3. Normalidad .............................................................................................................................................. 2435.4. Molalidad .................................................................................................................................................. 2475.5. Fracción Molar ...................................................................................................................................... 2495.6. Porcentaje en peso o en masa ............................................................................................... 2515.7. Porcentaje en volumen ................................................................................................................. 252

6. Propiedades coligativas de las disoluciones: Presión de vapor, variación de los puntos de fusión y ebullición, ósmosis ..................................................................... 2536.1. Propiedades coligativas de las disoluciones ............................................................. 2536.2. Presión de vapor ................................................................................................................................. 2546.3. Variación de los puntos de fusión y ebullición ...................................................... 2566.4. Ósmosis ........................................................................................................................................................ 259



Autoevaluación ....................................................................................................................................................... 292

TEMA 4 Estructura del átomo. Clasificación periódica 299

Introducción ............................................................................................................................................................... 303



■ Indíce

10 QUÍMICA BÁSICA

1. Partículas fundamentales de los átomos: electrón, protón y neutrón ....... 3051.1. Partículas fundamentales de los átomos ..................................................................... 3051.2. Electrón ....................................................................................................................................................... 3071.3. Protón ........................................................................................................................................................... 3071.4. Neutrón ....................................................................................................................................................... 307

2. El núcleo: número atómico y número másico .................................................................... 3082.1. El núcleo atómico .............................................................................................................................. 3082.2. Número atómico ................................................................................................................................. 3092.3. Número másico .................................................................................................................................... 310

3. Isótopos y peso atómico promedio .............................................................................................. 3133.1. Isótopos ....................................................................................................................................................... 3133.2. Peso atómico promedio ............................................................................................................... 317

4. El átomo está cuantizado. Números cuánticos ................................................................. 3214.1. El átomo está cuantizado ........................................................................................................... 3214.2. Números cuánticos ............................................................................................................................ 324

4.2.1. Número cuántico principal (n) .............................................................................. 3254.2.2. Número cuántico secundario (l) .......................................................................... 3264.2.3. Número cuántico magnético (ml) ...................................................................... 3274.2.4. Número cuántico de spin (ms) ............................................................................... 328

5. Orbitales atómicos: tipos y distribución de los orbitales ......................................... 3315.1. Orbitales atómicos ............................................................................................................................ 3315.2. Tipos y distribución de orbitales .......................................................................................... 333

5.2.1. Tipos de orbitales .............................................................................................................. 3335.2.2. Distribución de los orbitales ................................................................................... 337

6. Estructura electrónica de los átomos: configuración electrónica. Reglas y principios para establecer la configuración electrónica ...................................... 3406.1. Estructura electrónica de los átomos: configuración electrónica ........ 3406.2. Reglas y principios para establecer la configuración electrónica ........ 344

6.2.1. Principio de Exclusión de Pauli ............................................................................. 3446.2.2. Ordenación de orbitales según su energía: Regla de Made-

lung ............................................................................................................................................ 3496.2.3. Regla de Hund o de máxima multiplicidad .............................................. 3526.2.4. Regla de construcción progresiva o Regla de Aufbau ................... 355

7. Descripción del Sistema Periódico: períodos y grupos ............................................... 3577.1. Descripción del Sistema Periódico ...................................................................................... 3577.2. Períodos ....................................................................................................................................................... 3597.3. Grupos o familias ............................................................................................................................... 360

8. Clasificación de los elementos ........................................................................................................... 362

9. Propiedades Periódicas: Radio atómico, energía de ionización, afinidad electrónica y electronegatividad .................................................................................................... 3699.1. Radio atómico ....................................................................................................................................... 3699.2. Energía de ionización .................................................................................................................... 3719.3. Afinidad electrónica ........................................................................................................................ 3749.4. Electronegatividad ............................................................................................................................ 377



11QUÍMICA BÁSICA

ÍNDICE


Autoevaluación ....................................................................................................................................................... 402

TEMA 5 El enlace químico 413

Introducción ............................................................................................................................................................... 417


1. Por qué se forma el enlace químico: consideraciones energéticas ................ 0001.1. Consideraciones energéticas ................................................................................................... 000

2. Tipos de enlace: Enlace iónico. Enlace covalente. Enlace metálico. Fuer-zas de Van der Waals. Enlace de hidrógeno ........................................................................ 4202.1. Enlace iónico ........................................................................................................................................... 421

2.1.1. Ciclo de Born-Haber ........................................................................................................ 4232.1.2. Valencia iónica ..................................................................................................................... 4252.1.3. Propiedades de los compuestos iónicos ....................................................... 427

2.2. Enlace covalente ................................................................................................................................. 4272.2.1. Enlace covalente coordinado ................................................................................. 4322.2.2. Introducción a la teoría de enlace de valencia ..................................... 4332.2.3. Valencia covalente ........................................................................................................... 4342.2.4. Propiedades de los compuestos covalentes ............................................. 435

2.3. Enlace metálico .................................................................................................................................... 4372.4. Fuerzas de Van der Waals o fuerzas intermoleculares ................................... 4382.5. Enlace de hidrógeno ....................................................................................................................... 439

3. Electrólitos y no electrólitos ................................................................................................................ 441



Autoevaluación ....................................................................................................................................................... 450

TEMA 6 Termodinámica química 455

Introducción ............................................................................................................................................................... 459


1. Términos básicos utilizados en Termodinámica: reacciones exotérmicas y endotérmicas. Universo, sistema y entorno. Sistema abierto, cerrado y aislado. Función de estado. Ecuación de estado ............................................................. 461

2. Magnitudes termodinámicas: energía interna, trabajo y calor. Primer principio de la termodinámica. Calores de reacción. Entalpías estándar. Ecuaciones termoquímicas. Ley de Hess .................................................................................. 4622.1. Primer principio de la Termodinámica ........................................................................... 4642.2. Calores de reacción .......................................................................................................................... 466


■ Indíce

12 QUÍMICA BÁSICA

2.3. Entalpía estándar o normal ...................................................................................................... 4692.4. Ecuaciones termodinámicas ..................................................................................................... 4692.5. Ley de Hess ............................................................................................................................................... 471

3. Espontaneidad de las reacciones químicas. Entropía. Segundo principio de la termodinámica. Energía libre de Gibbs: criterio de espontaneidad 4763.1. Entropía. Segundo principio de la Termodinámica ........................................... 4763.2. Energía libre de Gibbs: criterio de espontaneidad ............................................ 479



Autoevaluación ....................................................................................................................................................... 493

TEMA 7 Cinética. Equilibrio químico 499

Introducción ............................................................................................................................................................... 503


1. Velocidad de las reacciones químicas ......................................................................................... 505

2. Factores que influyen en la velocidad de reacción ....................................................... 5072.1. Naturaleza de los reactivos ...................................................................................................... 5072.2. Concentración de los reactivos ............................................................................................. 5082.3. Efecto de la temperatura ........................................................................................................... 5082.4. Catalizadores .......................................................................................................................................... 509

3. Ecuación de velocidad ............................................................................................................................... 510

4. Teorías sobre la velocidad de reacción ...................................................................................... 513

5. Mecanismos de reacción ......................................................................................................................... 518

6. Equilibrio químico ......................................................................................................................................... 5196.1. Constante de equilibrio ............................................................................................................... 5206.2. Equilibrios heterogéneos ............................................................................................................ 5246.3. Cociente de reacción ....................................................................................................................... 525

7. Factores que influyen en el Equilibrio químico ................................................................ 5277.1. El principio de Le Châtelier ...................................................................................................... 5277.2. Influencia de la temperatura .................................................................................................. 5277.3. Efecto de un cambio de las concentraciones de las sustancias reac-

cionantes .................................................................................................................................................... 5287.4. Efecto de la variación del volumen .................................................................................. 5297.5. Efecto de la variación de la presión ................................................................................. 5297.6. Efecto de los catalizadores ....................................................................................................... 530

8. Técnicas de resolución de ejercicios de Equilibrio químico ................................... 531



Autoevaluación ....................................................................................................................................................... 553


13QUÍMICA BÁSICA

ÍNDICE

TEMA 8 Ácidos y bases 561

Introducción ............................................................................................................................................................... 565


1. Definición clásica de Arrhenius ........................................................................................................ 569

2. Definición protónica de Brönsted y Lowry ........................................................................... 573

3. Fuerza relativa de ácidos y bases .................................................................................................... 577

4. Ionización del agua ..................................................................................................................................... 583

5. Determinación del pH y pOH ............................................................................................................. 5865.1. Concepto de pH ................................................................................................................................... 5865.2. Medida del pH ...................................................................................................................................... 588

6. Hidrólisis ................................................................................................................................................................. 5946.1. Hidrólisis ácida ...................................................................................................................................... 5956.2. Hidrólisis básica .................................................................................................................................... 5966.3. Hidrólisis de sal de ácido y base débil ............................................................................ 597



Autoevaluación ....................................................................................................................................................... 616

TEMA 9 Oxidación-Reducción 625

Introducción ............................................................................................................................................................... 629


1. Concepto de oxidación-reducción ................................................................................................. 6311.1. Concepto tradicional de oxidación y de reducción ........................................... 6311.2. Concepto electrónico de oxidación y de reducción .......................................... 632

2. Número de oxidación ................................................................................................................................ 636

3. Oxidantes y reductores. Pares redox ........................................................................................... 643

4. Ajuste de reacciones redox .................................................................................................................. 6474.1. Método general ion-electrón ................................................................................................. 6494.2. Método ion-electrón en medio ácido ............................................................................ 6504.3. Método ion-electrón en medio básico .......................................................................... 652



Autoevaluación ....................................................................................................................................................... 671


■ Indíce

14 QUÍMICA BÁSICA

TEMA 10 Introducción a la Química Orgánica 675

Introducción ............................................................................................................................................................... 679


1. Los compuestos orgánicos ..................................................................................................................... 6831.1. El átomo de carbono y los compuestos orgánicos ............................................. 6831.2. Clasificación y funcionalidad de los compuestos orgánicos ...................... 6831.3. Cadenas carbonadas y tipos de átomos de carbono ........................................ 6881.4. Nomenclatura ........................................................................................................................................ 690

2. Tipos de enlaces del carbono ............................................................................................................. 7002.1. Configuración electrónica del átomo de carbono ............................................. 7002.2. Teoría de la hibridación ............................................................................................................... 702

3. Represetación de las moléculas orgánicas ............................................................................. 7093.1. Fórmulas químicas ............................................................................................................................. 7093.2. Modelos moleculares ...................................................................................................................... 712

4. Reacciones orgánicas: naturaleza y clasificación ............................................................. 7134.1. Ruptura de los enlaces: Reacciones homolíticas y heterolíticas ............ 7134.2. Clasificación de las reacciones orgánicas ..................................................................... 7164.3. Otras reacciones orgánicas ....................................................................................................... 718

5. Isomería .................................................................................................................................................................. 7225.1. Isomería estructural o plana .................................................................................................... 7225.2. Isomería espacial o estereoisomería ................................................................................ 723



Autoevaluación ....................................................................................................................................................... 755

TEMA 11 Hidrocarburos 763

Introducción ............................................................................................................................................................... 767


1. Hidrocarburos: definición y clasificación ................................................................................. 7691.1. Hidrocarburos. Definición .......................................................................................................... 7691.2. Clasificación ............................................................................................................................................. 769

2. Hidrocarburos saturados: Alcanos y cicloalcanos ............................................................ 7702.1. Alcanos ......................................................................................................................................................... 7702.2. Cicloalcanos ............................................................................................................................................. 780

3. Hidrocarburos insaturados: Alquenos y alquinos ........................................................... 7883.1. Alquenos .................................................................................................................................................... 7883.2. Alquinos ...................................................................................................................................................... 7963.3. Cicloalquenos y cicloalquinos ................................................................................................. 804


15QUÍMICA BÁSICA

ÍNDICE

4. Hidrocarburos aromáticos. Benceno. Concepto de aromaticidad .................. 8094.1. Estructura del benceno. Concepto de aromaticidad ........................................ 8104.2. Tipos de compuestos aromáticos ........................................................................................ 8124.3. Nomenclatura ........................................................................................................................................ 8134.4. Propiedades de los hidrocarburos aromáticos ....................................................... 8184.5. Reactividad ............................................................................................................................................... 818



Autoevaluación ....................................................................................................................................................... 834

TEMA 12 Compuestos orgánicos. Oxigenados y nitrogenados 839

Introducción ............................................................................................................................................................... 843


1. Compuestos orgánicos oxigenados .............................................................................................. 8451.1. Alcoholes y fenoles ........................................................................................................................... 8451.2. Éteres ............................................................................................................................................................. 8591.3. Aldehídos y cetonas ......................................................................................................................... 8661.4. Ácidos carboxílicos ............................................................................................................................ 8811.5. Ésteres ........................................................................................................................................................... 893

2. Compuestos orgánicos nitrogenados ......................................................................................... 9032.1. Aminas .......................................................................................................................................................... 9032.2. Amidas .......................................................................................................................................................... 9212.3. Nitrilos .......................................................................................................................................................... 932



Autoevaluación ....................................................................................................................................................... 954

ANEXO I Introducción a la nomenclatura inorgánica 963

ANEXO II Algunos aspectos de la bioquímica 993

APÉNDICES 1037

Apéndice I. Sistema Periódico ................................................................................................................... 1039

Apéndice II. Elementos del Sistema Periódico ........................................................................... 1040

Apéndice III. Números de oxidación de los elementos químicos ............................. 1044


■ Indíce

16 QUÍMICA BÁSICA

Apéndice IV. Masas molares de algunos compuestos químicos ................................ 1046

Apéndice V. Tabla de las principales constantes físicas y químicas ........................ 1048

Apéndice VI. Tabla con las principales unidades del Sistema Internacional y sus factores de conversión ..................................................................................... 1049

Apéndice VII. Constantes de disociación de algunos ácidos ........................................ 1050

Apéndice VIII. Constantes de disociación de algunas bases ......................................... 1051

Apéndice IX. Potenciales Redox .............................................................................................................. 1052

Apéndice X. Propiedades termodinámicas de compuestos orgánicos ............... 1054

Apéndice XI. Propiedades termodinámicas de compuestos inorgánicos ......... 1055


29QUÍMICA BÁSICA

La materia del mundo en que vivimos está constantemente sufriendo cambios o transformaciones que pueden ser de dos tipos: físicos o químicos. En los primeros, se producen variaciones en algunas propiedades de las sustancias, pero sin que éstas se conviertan en otras diferentes. Sin embargo, en las transformaciones químicas o reacciones la composición química de las sustancias queda alterada o modificada.

En el estudio experimental y cuantitativo de estas transformaciones químicas se observó una serie de regularidades que, enunciadas en forma de leyes denominadas «Leyes experimentales de las transformaciones químicas», entre los años 1785 y 1810, han contribuido de forma muy destacada al desarrollo histórico de la Química.

Estas Leyes fundamentales, fueron establecidas mediante el estudio de reaccio-nes químicas entre sustancias en estado gaseoso y se clasifican en dos grupos: leyes ponderales y leyes volumétricas. Las leyes ponderales se refieren a las masas (pesos) de las sustancias que entran en juego en las reacciones químicas, mientras que las leyes volumétricas se refieren a sus volúmenes.

Estas leyes constituyen la base experimental de la teoría de Dalton y de la hipó-tesis de Avogadro, que proponen un modelo de estructuración atómico-molecular de la materia.

Las leyes ponderales, que vamos a exponer a continuación, presentan en la ac-tualidad alguna excepción, que en un libro de introducción a la Química no se van a comentar, como, por ejemplo, la Ley de conservación de la masa que sólo se cumple exactamente en las transformaciones químicas ordinarias, pues en las denominadas reacciones nucleares puede haber una pequeña variación de la masa, que se convier-te en energía, por lo que en este caso lo que se conserva en la suma de la masa y la energía. Sin embargo, en las reacciones químicas ordinarias, la variación de energía equivale a una masa tan sumamente pequeña que es imposible de apreciar.

1. LEYES PONDERALES

Las leyes ponderales establecen relaciones entre las masas de los elementos en la formación de compuestos, y también con la masa de éstos.

1.1. Ley de conservación de la masa o Ley de Lavoisier

Una de las preguntas más elementales que los científicos se hacían, con respecto a las reacciones químicas, era si en ellas variaba o no la masa total de las sustancias

Desarrollo de los contenidos

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■ Leyes de las transformaciones químicas

30 QUÍMICA BÁSICA

que intervenían en ellas. Hasta finales del siglo XVIII, el estudio de la química había sido cualitativo, por lo que, a menudo, podía predecirse el desarrollo de una reacción química, pero no era posible calcular qué cantidad de cada reactivo se necesitaba para llevarla a cabo.

El estudio de las reacciones en recipientes cerrados y la utilización de la balanza para tomar medidas cuantitati-vas permitieron al químico francés Antonie Laurent Lavoi-sier (1743-1794) (Figura 1), comprobar, con toda garantía, que las reacciones químicas no producían ningún cambio de peso o masa, lo que le llevo a enunciar el Principio de Conservación de la Materia: «la materia ni se crea ni se des-truye, sino que se transforma».

El descubrimiento de esta ley fue una pieza clave en la consolidación y expansión de la química como ciencia expe-rimental, y todavía hoy es fundamental, especialmente en Química Analítica, pues es la base de los análisis químicos de tipo gravimétrico. Asimismo, la ley de Lavoisier, señaló el comienzo del uso riguroso de las medidas cuantitativas en química, mediante la cual fue posible establecer las leyes de

combinación y desarrollar la teoría atómica de Dalton. Probablemente, la aportación más importante que hizo Lavoisier a la Química fue la implantación de la medida precisa a todos los procesos en los que la materia sufre transformaciones y el enun-ciado de la famosa ley de conservación de la masa (Figura 2).

Los experimentos de Lavoisier han sido después repetidos muchas veces y para toda clase de reacciones químicas, comprobándose siempre la llamada ley de Lavoi-sier o ley de conservación de la masa, que se puede enunciar diciendo que: en toda transformación química ordinaria, la masa total de las sustancias que reaccionan (re-activos) es igual a la masa total de las sustancias resultantes (productos), es decir, la masa total de las sustancias que intervienen en ella permanece constante (Figura 3).

Figura 1. A. L. Lavoisier.

Figura 2. Conservación de la masa.

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31QUÍMICA BÁSICA

TEMA 1

Σ M reactivos = Σ M productos

Ley de conservación de la masa. En cualquier sistema cerrado en el que tiene lugar una reacción química ordinaria, la masa permanece constante, por lo que la suma de las masas de los reactivos es igual a la suma de las masas de los productos de reacción.

Es decir, en un sistema cerrado (sin intercambio de materia con el exterior), la masa total de las sustancias existentes no cambia, aunque se produzca cualquier re-acción química, así, por ejemplo, si preparamos una disolución de nitrato de plomo en un vaso y otra de yoduro de potasio en otro, y las pesamos en una balanza com-probamos que entre las dos pesan 222,1 g. Después las mezclamos, y vemos que apa-rece una sustancia nueva, el yoduro de plomo (precipitado amarillo). Nuevamente las colocamos en la balanza y comprobamos que pesan 222,1 g, es decir, la masa no ha variado (Figura 4).

La ley de conservación de la masa sólo se cumple exactamente en las reacciones químicas ordinarias, que son las que estudiaremos en este libro, mientras que en las reacciones nucleares puede haber una pequeña variación de la masa, que se convier-te particularmente en energía.

Figura 3. Ley de conservación de la masa o de Lavoisier.

Figura 4. Ejemplo de la ley de conservación de la masa.

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■ Leyes de las transformaciones químicas

32 QUÍMICA BÁSICA

Esta ley nos permite tener una información interesante sobre las sustancias que participan en una reacción química como, por ejemplo, si la reacción química entre el cobre y el oxígeno se produce de la siguiente forma:

7,94 g de cobre + 2,00 g de oxígeno → 9,94 g de un compuesto de cobre y oxígeno

según esta Ley, también se puede escribir que:

3,97 g de cobre + 1,00 g de oxígeno → 4,97 g de un compuesto de cobre y oxígeno

Por lo que, se puede deducir que la masa relativa de combinación entre el cobre y el oxígeno es siempre igual a 3,97:

CobreOxígeno

=7,942,00

=3,971,00

= 3,97

Ejemplos

1. Cuando se hacen reaccionar 4,032 g de hidrógeno gaseoso con 141,812 g de cloro gaseoso se obtienen 145,844 g de ácido clorhídrico, cumpliéndose la ley de con-servación de la masa (Figura 5).

Masa reactivos = Masa productos

2. Asimismo, si tenemos 7 g de hierro y reaccionan con 4 g de azufre se obtienen 11 g de sulfuro de hierro (Figura 6).

Fe + S → FeS

7 g 4 g 11 g

Figura 5. Ley de Lavoisier en la formación de ácido clorhídrico, HCl.

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