Página 76 - Libro de Química de Primero de Bachillerato

Pista:

• Recuerda que cualquier método de balanceo busca que cada elemento tenga igual inventario de átomos en reactivos y productos.
• Menciona al menos dos métodos distintos y describe brevemente su procedimiento.
• En la columna de ejemplos coloca ecuaciones sencillas que hayas balanceado tú mismo. Incluye reacciones de síntesis, combustión o desplazamiento.
• Relaciona siempre tu explicación con frases clave como «suma de átomos igual», «masa total constante» o «conservación de la carga/energía».

Análisis del problema

Debes explicar la conexión entre los distintos métodos de balanceo de ecuaciones químicas y el principio fundamental que establece que la materia y la energía no se crean ni se destruyen, solo se transforman.

Resolución paso a paso

Conclusión/Respuesta final

Todas las técnicas de balanceo son aplicaciones directas de la ley de la conservación de la materia (y, cuando procede, de la energía eléctrica en redox). Ajustar coeficientes no altera las sustancias, sino que muestra cómo la misma cantidad de átomos (masa) y, en redox, de carga (energía), permanece constante antes y después de la reacción.

Pistas para balancear ecuaciones químicas:

• Empieza por el elemento que aparezca en menos compuestos.
• Si hay grupos poliatómicos que se conservan, baláncealos como unidad.
• Deja el oxígeno e hidrógeno para el final cuando sea posible.
• Utiliza coeficientes mínimos enteros; si obtienes fracciones, multiplica toda la ecuación por el denominador.
• Verifica al final contando todos los átomos de cada elemento.

Análisis del problema

Se requiere ajustar los coeficientes estequiométricos para que el número de átomos de cada elemento sea el mismo en ambos lados de la flecha.

Resolución paso a paso

1. Ecuación (a): $$\text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + \text{O}_2$$
   • Colocamos 6 delante de CO₂ para igualar los 6 átomos de carbono del producto.
   $$6\text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + \text{O}_2$$
   • Ajustamos el hidrógeno: necesitamos 12 H; cada H₂O aporta 2, así que colocamos 6 delante de H₂O.
   $$6\text{CO}_2 + 6\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + \text{O}_2$$
   • Contamos oxígenos. Izquierda: 6×2 + 6×1 = 12 + 6 = 18 O. Derecha: 6 (en C₆H₁₂O₆) + 2x (coeficiente de O₂). Para tener 18, necesitamos 6 O₂.
   $$6\text{CO}_2 + 6\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6\text{O}_2$$
2. Ecuación (b): $$\text{FeS}_2 + \text{O}_2 \rightarrow \text{Fe}_2\text{O}_3 + \text{SO}_2$$
   Planteamos coeficientes a, b, c y d respectivamente:
   $$a\,\text{FeS}_2 + b\,\text{O}_2 \rightarrow c\,\text{Fe}_2\text{O}_3 + d\,\text{SO}_2$$
   • Balance de Fe: $$a = 2c$$
   • Balance de S: $$2a = d$$
   • Balance de O: $$2b = 3c + 2d$$
   Elegimos $$a = 4$$ para eliminar fracciones.
   • Fe: 4 = 2c → c = 2
   • S: 2(4) = d → d = 8
   • O: 2b = 3(2) + 2(8) → 2b = 6 + 16 = 22 → b = 11
   $$4\text{FeS}_2 + 11\text{O}_2 \rightarrow 2\text{Fe}_2\text{O}_3 + 8\text{SO}_2$$

Conclusión/Respuesta final

Las ecuaciones balanceadas son:
a) $$6\text{CO}_2 + 6\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6\text{O}_2$$
b) $$4\text{FeS}_2 + 11\text{O}_2 \rightarrow 2\text{Fe}_2\text{O}_3 + 8\text{SO}_2$$

Pista:

• Vuelve a contar los átomos de cada elemento en los reactivos y en los productos.
• Recuerda que la masa es proporcional al número de átomos; si el conteo coincide, la masa total es la misma.
• Menciona que, en reacciones redox, también se conserva la carga eléctrica (energía química).

Análisis del problema

Debes justificar cómo el balanceo de las ecuaciones anteriores refleja la ley de la conservación de la materia.

Resolución paso a paso

• En la ecuación de la fotosíntesis balanceada hay exactamente 6 átomos de C, 12 de H y 18 de O tanto en reactivos como en productos. Esto demuestra que la masa total permanece constante.
• En la oxidación de la pirita (FeS₂) los coeficientes ajustados aseguran 4 átomos de Fe, 8 de S y 22 de O a ambos lados. Ningún átomo aparece ni desaparece; solo cambian de combinación química.
• La conservación de átomos implica conservación de masa. Además, en las reacciones redox (como la 2ª) también se conserva la carga eléctrica, vinculando la ley de conservación de la energía.

Conclusión/Respuesta final

Los productos evidencian que la materia no se crea ni se destruye porque, tras el balanceo, cada elemento presenta el mismo número de átomos antes y después de la reacción; únicamente se reorganizan en nuevas moléculas o compuestos.

Sugerencia para tu metacognición:

• Sé honesto y específico: menciona actividades concretas (experimentos, discusiones, lecturas).
• Relaciona tu aprendizaje con contextos reales: cocina, medio ambiente, industria, etc.
• Piensa en habilidades transferibles (razonamiento lógico, trabajo en equipo, búsqueda de información científica).
• Comparte tus ideas con compañeros; escuchar otras perspectivas enriquece tu propio proceso de reflexión.

Ejemplo de respuestas reflexivas (puedes adaptarlas a tu experiencia):

1. ¿Qué he aprendido?
   He comprendido diferentes métodos para balancear ecuaciones químicas y su vínculo con la ley de la conservación de la materia.
2. ¿Cómo lo he aprendido?
   A través de la práctica en equipo, el análisis paso a paso y la resolución de ejemplos reales acompañados de discusión.
3. ¿Para qué me ha servido?
   Para interpretar procesos químicos cotidianos, resolver problemas de estequiometría y valorar la coherencia de las reacciones en laboratorios.
4. ¿En qué otras ocasiones puedo usarlo?
   En clases de física-química, en laboratorio, para entender procesos industriales (combustión, síntesis de fertilizantes) y en evaluaciones futuras.