Ampliación: predecir los productos de síntesis y descomposición

Explicación

Errores frecuentes

• ErrorEscribir mal la fórmula del producto para que la ecuación «cuadre» (por ejemplo, AlO₃ o Al₂O).

  Cómo corregirloLa fórmula sale de los números de oxidación (Al +3, O −2: Al₂O₃) y no se cambia; se ajusta con los coeficientes.

• ErrorEscribir el oxígeno como O en lugar de O₂.

  Cómo corregirloEl oxígeno gaseoso está formado por moléculas diatómicas: O₂. Lo mismo el hidrógeno (H₂), el nitrógeno (N₂) y el cloro (Cl₂).

Ejemplos resueltos

1. Ejemplo 1. Predecir y ajustar numérico (ajuste)

   Predice los productos, escribe y ajusta las ecuaciones: a) el aluminio arde en oxígeno; b) se calienta carbonato de cinc, $\text{ZnCO}_3$.

   Resolución

   a) Síntesis: metal + oxígeno $\rightarrow$ óxido. Aluminio +3 y oxígeno −2 $\Rightarrow$ $\text{Al}_2\text{O}_3$. Sin ajustar: Al + $\text{O}_2$ $\rightarrow$ $\text{Al}_2\text{O}_3$. Oxígeno: 2 y 3; el mínimo común múltiplo es 6 $\Rightarrow$ 3 $\text{O}_2$ y 2 $\text{Al}_2\text{O}_3$. Aluminio: 4 a la derecha $\Rightarrow$ 4 Al: $$4\,\text{Al} + 3\,\text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{Al}_2\text{O}_3$$ b) Descomposición de un carbonato: óxido del metal + $\text{CO}_2$. Cinc +2 $\Rightarrow$ ZnO: $$\text{ZnCO}_3 \rightarrow \text{ZnO} + \text{CO}_2$$ Ya está ajustada: Zn 1 = 1; C 1 = 1; O 3 = 1 + 2.

2. Ejemplo 2. Oxígeno a partir de clorato de potasio de laboratorio (masas)

   En el laboratorio se calientan 24,5 g de clorato de potasio con una pizca de dióxido de manganeso: $2\,\text{KClO}_3 \xrightarrow{\text{MnO}_2} 2\,\text{KCl} + 3\,\text{O}_2$. ¿Qué masa de oxígeno se obtiene? ¿Y de cloruro de potasio? Datos: O = 16 u; Cl = 35,5 u; K = 39 u.

   Resolución

   Masas moleculares: $\text{KClO}_3$: $39 + 35{,}5 + 3 \cdot 16 = 122{,}5$ u; $\text{KCl}$: $74{,}5$ u; $\text{O}_2$: $32$ u. Según la ecuación: $2 \cdot 122{,}5 = 245$ g de $\text{KClO}_3$ dan $2 \cdot 74{,}5 = 149$ g de KCl y $3 \cdot 32 = 96$ g de $\text{O}_2$. $$m(\text{O}_2) = 24{,}5 \cdot \frac{96}{245} = 9{,}6\ \text{g} \qquad m(\text{KCl}) = 24{,}5 \cdot \frac{149}{245} = 14{,}9\ \text{g}$$ Comprobación: $9{,}6 + 14{,}9 = 24{,}5$ g. ✔ El $\text{MnO}_2$ no entra en el cálculo: es el catalizador.

Ejercicios

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

1. 1. Fácil

   Predice el producto y ajusta estas síntesis: a) calcio + oxígeno; b) potasio + oxígeno; c) cinc + oxígeno; d) cobre + oxígeno (forma óxido de cobre(II)).

   Ver solución

   a) 2 Ca + O₂ → 2 CaO. b) 4 K + O₂ → 2 K₂O. c) 2 Zn + O₂ → 2 ZnO. d) 2 Cu + O₂ → 2 CuO.

   a) $2\,\text{Ca} + \text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{CaO}$ b) Potasio +1 $\Rightarrow$ $\text{K}_2\text{O}$: $4\,\text{K} + \text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{K}_2\text{O}$ c) $2\,\text{Zn} + \text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{ZnO}$ d) Cobre +2 $\Rightarrow$ CuO: $2\,\text{Cu} + \text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{CuO}$

2. 2. Media

   Escribe y ajusta la descomposición térmica de: a) carbonato de magnesio, $\text{MgCO}_3$; b) óxido de plata, $\text{Ag}_2\text{O}$. Nombra los productos.

   Ver solución

   a) MgCO₃ → MgO + CO₂ (óxido de magnesio y dióxido de carbono). b) 2 Ag₂O → 4 Ag + O₂ (plata y oxígeno).

   a) $\text{MgCO}_3 \rightarrow \text{MgO} + \text{CO}_2$: óxido de magnesio y dióxido de carbono. b) $2\,\text{Ag}_2\text{O} \rightarrow 4\,\text{Ag} + \text{O}_2$: plata y oxígeno (dioxígeno).

3. 3. Difícil

   Se calientan 12,35 g de carbonato de cobre(II), $\text{CuCO}_3$ (verde), hasta que se transforma por completo en óxido de cobre(II) (negro). a) Escribe la ecuación. b) Calcula la masa de óxido de cobre(II) que queda y la de dióxido de carbono que se desprende. Datos: C = 12 u; O = 16 u; Cu = 63,5 u.

   Ver solución

   a) CuCO₃ → CuO + CO₂. b) 7,95 g de CuO y 4,4 g de CO₂.

   a) $\text{CuCO}_3 \rightarrow \text{CuO} + \text{CO}_2$ b) $\text{CuCO}_3$: $63{,}5 + 12 + 48 = 123{,}5$ u; $\text{CuO}$: $79{,}5$ u; $\text{CO}_2$: $44$ u. $$m(\text{CuO}) = 12{,}35 \cdot \frac{79{,}5}{123{,}5} = 7{,}95\ \text{g} \qquad m(\text{CO}_2) = 12{,}35 \cdot \frac{44}{123{,}5} = 4{,}4\ \text{g}$$ Comprobación: $7{,}95 + 4{,}4 = 12{,}35$ g. ✔

Para practicar más

1. 1. Fácil

   Completa y ajusta: a) sodio + cloro; b) hierro + azufre (se forma FeS); c) litio + oxígeno; d) carbono + oxígeno (se forma dióxido de carbono). ¿Qué tipo de reacción son todas?

   Ver solución

   a) 2 Na + Cl₂ → 2 NaCl. b) Fe + S → FeS. c) 4 Li + O₂ → 2 Li₂O. d) C + O₂ → CO₂. Todas son síntesis.

   a) $2\,\text{Na} + \text{Cl}_2 \rightarrow 2\,\text{NaCl}$ b) $\text{Fe} + \text{S} \rightarrow \text{FeS}$ c) Litio +1 $\Rightarrow$ $\text{Li}_2\text{O}$: $4\,\text{Li} + \text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{Li}_2\text{O}$ d) $\text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2$ Todas son síntesis: dos sustancias forman una sola.

2. 2. Media

   Explica por qué esta ecuación está mal y corrígela: «Al + O $\rightarrow$ AlO».

   Ver solución

   El oxígeno es O₂ y el óxido de aluminio es Al₂O₃: 4 Al + 3 O₂ → 2 Al₂O₃.

   Tiene dos errores: el oxígeno gaseoso se escribe $\text{O}_2$ (molécula diatómica) y el óxido de aluminio es $\text{Al}_2\text{O}_3$ (Al +3, O −2), no AlO. Corregida y ajustada: $4\,\text{Al} + 3\,\text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{Al}_2\text{O}_3$.

3. 3. Difícil

   Al calentar 42 g de carbonato de magnesio se descompone por completo. ¿Qué masa de óxido de magnesio se obtiene? ¿Qué masa de $\text{CO}_2$ se desprende? Datos: C = 12 u; O = 16 u; Mg = 24 u.

   Ver solución

   20 g de MgO y 22 g de CO₂.

   $\text{MgCO}_3 \rightarrow \text{MgO} + \text{CO}_2$. $\text{MgCO}_3$: $24 + 12 + 48 = 84$ u; $\text{MgO}$: $40$ u; $\text{CO}_2$: $44$ u. $$m(\text{MgO}) = 42 \cdot \frac{40}{84} = 20\ \text{g} \qquad m(\text{CO}_2) = 42 \cdot \frac{44}{84} = 22\ \text{g}$$ Comprobación: $20 + 22 = 42$ g. ✔