Ejemplo con un alumno inventado: tu actividad se guarda solo en este navegador. Salir del ejemplo

← U5 · Tabla periódica, enlace químico y compuestos

Física y Química 3.º ESO · Masa molecular y compuestos de especial interés

Compuestos de especial interés

Objetivo: Al terminar, sabrás describir algunos compuestos de uso diario (agua, cloruro de sodio, dióxido de carbono, amoníaco, bicarbonato, lejía…), decir qué tipo de sustancia son y relacionar sus propiedades con sus aplicaciones en casa, en la industria y en la salud.

Explicación

Del enlace a la aplicación

Ya conoces los tipos de sustancias según su enlace. Las propiedades de una sustancia dependen de su enlace, y sus usos dependen de sus propiedades:

Compuestos iónicos (metal + no metal): cristales sólidos, con puntos de fusión altos; muchos se disuelven en agua y la disolución conduce la electricidad.
Sustancias moleculares (no metales): a temperatura ambiente suelen ser gases o líquidos, o sólidos blandos que funden con facilidad; no conducen la electricidad.

Algunos compuestos de especial interés

Compuesto	Fórmula	Tipo	Propiedad que importa	Usos
Agua	$\text{H}_2\text{O}$	molecular	líquida a temperatura ambiente; disuelve muchísimas sustancias	vida, cocina, limpieza, industria
Cloruro de sodio (sal común)	$\text{NaCl}$	iónico	sólido muy soluble en agua	condimento, conservar alimentos, quitar el hielo de las carreteras, suero fisiológico
Dióxido de carbono	$\text{CO}_2$	molecular	gas que no arde ni deja arder; más denso que el aire	extintores, bebidas con gas; lo usan las plantas en la fotosíntesis
Amoníaco	$\text{NH}_3$	molecular	gas de olor fuerte, muy soluble en agua	fabricar fertilizantes, productos de limpieza
Hidrogenocarbonato de sodio (bicarbonato)	$\text{NaHCO}_3$	iónico	al calentarse desprende $\text{CO}_2$ ; neutraliza ácidos	repostería, antiácido
Hipoclorito de sodio (en la lejía)	$\text{NaClO}$	iónico	destruye microorganismos	desinfectar el agua, las piscinas y las superficies
Carbonato de calcio	$\text{CaCO}_3$	iónico	sólido duro, casi insoluble en agua	caliza y mármol, fabricación de cemento, la «cal» de los grifos
Ácido sulfúrico	$\text{H}_2\text{SO}_4$	molecular	líquido muy corrosivo	fertilizantes, baterías de los coches; es el producto químico que más se fabrica
Metano	$\text{CH}_4$	molecular	gas que arde desprendiendo mucha energía	gas natural de cocinas y calefacciones

Compuestos en la salud

El suero fisiológico es una disolución de cloruro de sodio en agua (unos 9 g de sal por litro).
El agua oxigenada es una disolución de peróxido de hidrógeno, $\text{H}_2\text{O}_2$ , que desinfecta heridas.
El bicarbonato y algunos hidróxidos se usan como antiácidos para la acidez de estómago.

Con cuidado

Muchos compuestos útiles son peligrosos si se usan mal. Lee siempre la etiqueta y sus pictogramas, y no mezcles nunca productos de limpieza: la lejía mezclada con amoníaco o con salfumán (ácido clorhídrico) desprende gases tóxicos.

Puntos clave

Los usos de un compuesto dependen de sus propiedades, y sus propiedades dependen de su tipo de enlace.
Cloruro de sodio, bicarbonato, hipoclorito de sodio y carbonato de calcio son compuestos iónicos (contienen un metal).
Agua, dióxido de carbono, amoníaco, metano y ácido sulfúrico son sustancias moleculares (solo no metales).
El $\text{CO}_2$ se usa en extintores porque no arde, es más denso que el aire y no conduce la electricidad.
Los compuestos tienen aplicaciones en casa, en la industria y en la salud (suero fisiológico, agua oxigenada, antiácidos).
Nunca se mezclan productos de limpieza: lejía + amoníaco o lejía + salfumán desprenden gases tóxicos.

Errores frecuentes

ErrorPensar que todos los compuestos con nombre «químico» son peligrosos y los «naturales» no.
Cómo corregirloLa sal y el agua son compuestos químicos, y un producto natural puede ser tóxico. Lo que importa es qué sustancia es, cuánta hay y cómo se usa.
ErrorDecir que la lejía y el hipoclorito de sodio son exactamente lo mismo.
Cómo corregirloLa lejía es una disolución de hipoclorito de sodio en agua (una mezcla); el hipoclorito de sodio es el compuesto que desinfecta.
ErrorClasificar el bicarbonato ( $\text{NaHCO}_3$ ) como molecular porque tiene muchos no metales.
Cómo corregirloLo que importa no es cuántos no metales tenga: el sodio es un metal y está como ion $\text{Na}^{+}$ . El bicarbonato es un compuesto iónico, formado por iones $\text{Na}^{+}$ e iones hidrogenocarbonato, $\text{HCO}_3^{-}$ .
ErrorCreer que el $\text{CO}_2$ es venenoso por sí mismo y por eso apaga el fuego.
Cómo corregirloEl $\text{CO}_2$ apaga el fuego porque no arde y, al ser más denso que el aire, desplaza el oxígeno de la llama. En sitios cerrados es peligroso precisamente porque desplaza el oxígeno.

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1. La ficha del dióxido de carbono ficha de un compuesto (de la propiedad al uso)
En el pasillo del instituto hay un extintor de $\text{CO}_2$ con la indicación «apto para fuegos de equipos eléctricos». Completa la ficha del dióxido de carbono: fórmula, tipo de sustancia, estado a temperatura ambiente, propiedades y usos, y explica por qué es adecuado para apagar el fuego de un ordenador.

Resolución
Ficha: dióxido de carbono
- Fórmula: $\text{CO}_2$ (1 átomo de C y 2 de O). Masa molecular: $12 + 2 \cdot 16 = 44$ u.
- Tipo: sustancia molecular (C y O son no metales; enlace covalente).
- Estado: gas a temperatura ambiente (como muchas sustancias moleculares).
- Propiedades: no arde ni mantiene la combustión; es aproximadamente 1,5 veces más denso que el aire; se disuelve algo en agua; no conduce la electricidad.
- Usos: extintores, bebidas con gas, hielo seco (el $\text{CO}_2$ sólido) para conservar en frío; las plantas lo toman del aire en la fotosíntesis.
¿Por qué sirve para un ordenador en llamas?
1. No arde y, como es más denso que el aire, cubre el fuego y desplaza el oxígeno.
2. Al ser una sustancia molecular, no conduce la electricidad: no hay riesgo de electrocución.
3. Es un gas: se va sin dejar residuos que estropeen los aparatos.
Ejemplo 2. Sal en las carreteras de la sierra situación real (Madrid)
Cuando se anuncia una nevada, las máquinas quitanieves echan sal (cloruro de sodio) en las carreteras de la sierra de Guadarrama, como la del puerto de Navacerrada. a) ¿Qué tipo de compuesto es la sal? b) ¿Qué propiedad de la sal hace que funcione? c) ¿Por qué no se usa azúcar, que también se disuelve en agua y es más barata de transportar en sacos?

Resolución
a) El cloruro de sodio, $\text{NaCl}$ , es un compuesto iónico (metal + no metal): un cristal de iones $\text{Na}^{+}$ y $\text{Cl}^{-}$ .

b) La sal se disuelve muy bien en agua. El agua con sal disuelta se congela a una temperatura más baja que el agua pura (por debajo de 0 °C): así el hielo se funde o no llega a formarse mientras la temperatura no baje mucho (hasta unos −10 °C, aproximadamente).

c) El azúcar también bajaría algo la temperatura de congelación, pero dejaría la carretera pegajosa, atraería insectos y se necesitaría mucha más cantidad para conseguir el mismo efecto. La sal es barata, abundante (salinas y minas) y eficaz.
Ejemplo 3. Lejía y amoníaco: una mezcla peligrosa lectura de etiquetas (seguridad)
La etiqueta de una botella de lejía dice: «Contiene hipoclorito de sodio. No mezclar con otros productos. En contacto con ácidos libera gases tóxicos». a) ¿Para qué sirve la lejía? b) ¿Qué es químicamente: una sustancia pura o una mezcla? c) Alguien quiere «limpiar más fuerte» el baño mezclando lejía con amoníaco o con salfumán. ¿Qué le dirías?

Resolución
a) Es un desinfectante: el hipoclorito de sodio destruye bacterias, virus y hongos. Se usa para limpiar superficies y, en cantidades pequeñísimas, para desinfectar el agua de beber y de las piscinas.

b) Es una mezcla (una disolución): hipoclorito de sodio, $\text{NaClO}$ , disuelto en agua.

c) Que no lo haga nunca:
- Lejía + salfumán (ácido clorhídrico): desprende cloro, un gas tóxico que irrita gravemente los ojos y los pulmones.
- Lejía + amoníaco: desprende otros gases tóxicos (cloraminas). Los productos de limpieza se usan de uno en uno, en lugares ventilados y siguiendo la etiqueta.

Ejercicios

De menos a más. Intenta cada uno antes de mirar la solución.

1. Fácil
Relaciona cada compuesto con un uso:
1. Agua, $\text{H}_2\text{O}$
2. Cloruro de sodio, $\text{NaCl}$
3. Dióxido de carbono, $\text{CO}_2$
4. Amoníaco, $\text{NH}_3$
5. Hidrogenocarbonato de sodio, $\text{NaHCO}_3$
6. Metano, $\text{CH}_4$
a) Fabricar fertilizantes. b) Hacer que suba un bizcocho. c) Combustible de la cocina. d) Disolvente de casi todo en los seres vivos. e) Apagar fuegos. f) Conservar alimentos en salazón.
Ver solución
1-d, 2-f, 3-e, 4-a, 5-b, 6-c.
1-d: el agua es el disolvente de la vida. 2-f: la sal conserva alimentos (jamón, bacalao…). 3-e: el $\text{CO}_2$ de los extintores. 4-a: el amoníaco es la base de los fertilizantes nitrogenados. 5-b: el bicarbonato desprende $\text{CO}_2$ al calentarse y hace burbujas en la masa. 6-c: el metano es el gas natural.
2. Fácil
Clasifica estos compuestos en iónicos o moleculares y justifica tu respuesta: cloruro de sodio ( $\text{NaCl}$ ), agua ( $\text{H}_2\text{O}$ ), dióxido de carbono ( $\text{CO}_2$ ), carbonato de calcio ( $\text{CaCO}_3$ ), amoníaco ( $\text{NH}_3$ ), hipoclorito de sodio ( $\text{NaClO}$ ), ácido sulfúrico ( $\text{H}_2\text{SO}_4$ ) y metano ( $\text{CH}_4$ ).

Ver solución
Iónicos: NaCl, CaCO₃, NaClO. Moleculares: H₂O, CO₂, NH₃, H₂SO₄, CH₄.
Iónicos (contienen un metal, Na o Ca, unido a no metales): $\text{NaCl}$ , $\text{CaCO}_3$ , $\text{NaClO}$ . Moleculares (solo no metales: H, C, N, O, S): $\text{H}_2\text{O}$ , $\text{CO}_2$ , $\text{NH}_3$ , $\text{H}_2\text{SO}_4$ , $\text{CH}_4$ .
3. Media
El bicarbonato (hidrogenocarbonato de sodio) se usa en repostería y como antiácido. a) ¿Por qué un bizcocho con bicarbonato queda esponjoso? b) ¿Por qué alivia la acidez de estómago? c) ¿Qué tipo de compuesto es? ¿Esperas que se disuelva en agua?

Ver solución
a) Al calentarse desprende CO₂, que forma burbujas en la masa. b) Neutraliza el exceso de ácido del estómago. c) Iónico; sí, es soluble en agua.
a) En el horno, el bicarbonato se descompone y desprende dióxido de carbono; las burbujas de gas quedan atrapadas en la masa y la hacen subir. b) Reacciona con el ácido del estómago y lo neutraliza (por eso se llama antiácido). c) Es iónico (contiene sodio, un metal). Como muchos compuestos iónicos, se disuelve en agua (por eso se toma disuelto en un vaso).
4. Media
El suero fisiológico es una disolución de cloruro de sodio en agua con una concentración de 9 g/L. a) ¿Cuántos gramos de sal hay en una bolsa de 500 mL? b) El suero conduce la corriente eléctrica y el agua destilada casi no. Explícalo con el tipo de enlace del cloruro de sodio.

Ver solución
a) 4,5 g. b) El NaCl es iónico: al disolverse libera iones que se mueven y transportan la corriente.
a) $500\ \text{mL} = 0{,}5\ \text{L}$ ; $m = 9\ \text{g/L} \cdot 0{,}5\ \text{L} = 4{,}5\ \text{g}$ de sal. b) El cloruro de sodio es un compuesto iónico. Al disolverse en agua, los iones $\text{Na}^{+}$ y $\text{Cl}^{-}$ se separan y pueden moverse por el líquido: son cargas que se desplazan y conducen la corriente. El agua destilada es una sustancia molecular casi sin iones, por eso apenas conduce.
5. Difícil
Un compañero dice: «El $\text{CO}_2$ es un compuesto, como la sal; si la sal disuelta conduce la electricidad, el $\text{CO}_2$ del extintor también será peligroso en un fuego eléctrico. Mejor usar agua del grifo». Explica en qué se equivoca y por qué el agua del grifo no es buena idea para apagar un enchufe en llamas.
Ver solución
El CO₂ es molecular (no tiene iones) y no conduce; el agua del grifo lleva iones disueltos y sí conduce: riesgo de electrocución.
- No todos los compuestos conducen. La sal es iónica: disuelta, sus iones transportan la corriente. El $\text{CO}_2$ es molecular: está formado por moléculas sin carga y no conduce. Por eso los extintores de $\text{CO}_2$ son adecuados para fuegos eléctricos.
- El agua pura apenas conduce, pero el agua del grifo lleva sales disueltas (iones) y sí conduce la corriente: echarla sobre un enchufe en llamas puede provocar una electrocución.

Para practicar más

1. Fácil
Completa la ficha del amoníaco: fórmula, tipo de sustancia (iónica o molecular) y por qué, estado a temperatura ambiente, dos usos y una precaución al usarlo en casa.
Ver solución
NH₃; molecular (N y H son no metales); gas (en casa se usa disuelto en agua); fertilizantes y limpieza; no mezclar con lejía y usar en lugar ventilado.
- Fórmula: $\text{NH}_3$ .
- Tipo: molecular, porque N e H son no metales (enlace covalente).
- Estado: gas de olor muy fuerte; el «amoníaco» de limpieza es una disolución de este gas en agua.
- Usos: fabricación de fertilizantes; productos de limpieza (quita la grasa).
- Precaución: no mezclarlo nunca con lejía (desprende gases tóxicos) y usarlo en un lugar ventilado.
2. Fácil
Indica si es verdadero o falso y corrige las falsas: a) La lejía es hipoclorito de sodio disuelto en agua. b) El dióxido de carbono arde con facilidad. c) El cloruro de sodio es un compuesto molecular. d) El ácido sulfúrico se usa en las baterías de los coches. e) El metano es el componente principal del gas natural.

Ver solución
a) V. b) F: no arde (por eso apaga fuegos). c) F: es iónico. d) V. e) V.
a) Verdadero. b) Falso: el $\text{CO}_2$ no arde ni deja arder; por eso se usa en extintores. c) Falso: es iónico (sodio, metal + cloro, no metal). d) Verdadero. e) Verdadero.
3. Media
El agua del grifo de Madrid es blanda: lleva muy poca cal (carbonato de calcio y otras sales de calcio disueltas) porque procede de la sierra, donde abundan las rocas graníticas. En otras zonas de España el agua es dura y deja manchas blancas en grifos y mamparas. a) ¿Qué problemas da en casa el agua dura? b) La cal que se deposita es carbonato de calcio, $\text{CaCO}_3$ . ¿Qué tipo de compuesto es? ¿Por qué forma una costra sólida y dura que no se va con agua?

Ver solución
a) Manchas y costras de cal en grifos, hervidores, lavadoras y calentadores. b) Iónico; es un cristal duro y casi insoluble en agua.
a) La cal se deposita en grifos, mamparas, hervidores, lavadoras y calentadores: los atasca y hace que gasten más energía. b) El $\text{CaCO}_3$ es un compuesto iónico (calcio, metal, con carbono y oxígeno). Forma cristales duros y, a diferencia de la sal, es casi insoluble en agua: por eso la costra no se va al aclarar (se quita con un ácido suave, como el vinagre).
4. Media
Calcula la masa molecular o masa fórmula de estos compuestos de la tabla: amoníaco ( $\text{NH}_3$ ), bicarbonato ( $\text{NaHCO}_3$ ), hipoclorito de sodio ( $\text{NaClO}$ ) y ácido sulfúrico ( $\text{H}_2\text{SO}_4$ ). Indica en cada caso si es masa molecular o masa fórmula. Datos: H = 1 u; C = 12 u; N = 14 u; O = 16 u; Na = 23 u; S = 32 u; Cl = 35,5 u.

Ver solución
NH₃: 17 u (molecular). NaHCO₃: 84 u (fórmula). NaClO: 74,5 u (fórmula). H₂SO₄: 98 u (molecular).
$M(\text{NH}_3) = 14 + 3 \cdot 1 = 17$ u → masa molecular (sustancia molecular). $M(\text{NaHCO}_3) = 23 + 1 + 12 + 3 \cdot 16 = 84$ u → masa fórmula (iónico). $M(\text{NaClO}) = 23 + 35{,}5 + 16 = 74{,}5$ u → masa fórmula (iónico). $M(\text{H}_2\text{SO}_4) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 98$ u → masa molecular (molecular).
5. Difícil
El agua oxigenada del botiquín es una disolución de peróxido de hidrógeno, $\text{H}_2\text{O}_2$ , en agua. Cuando se echa en una herida hace espuma porque el peróxido se descompone y desprende oxígeno. Se vende en botes opacos, porque la luz también lo descompone. Escribe un párrafo que relacione su tipo de sustancia, una propiedad y su uso, y explica por qué un bote de agua oxigenada abierto hace meses puede no servir ya.

Ver solución
Molecular (H y O, no metales), líquida; se descompone liberando oxígeno, que ayuda a limpiar y desinfectar; con el tiempo y la luz se descompone y queda casi solo agua.
Respuesta modelo: el peróxido de hidrógeno es una sustancia molecular (H y O son no metales) y, como el agua, es líquido a temperatura ambiente. Su propiedad clave es que se descompone con facilidad desprendiendo oxígeno; esa reacción ayuda a limpiar la herida y a eliminar microorganismos, por eso se usa como desinfectante. Como la luz y el paso del tiempo también lo descomponen, un bote abierto hace meses puede haber perdido casi todo el peróxido y contener prácticamente solo agua: ya no desinfecta. Por eso se guarda en botes opacos y bien cerrados.