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Explicación

Reacciones de síntesis

En una reacción de síntesis (o de combinación), dos o más sustancias se unen para formar una sola sustancia, más compleja: $\text{A} + \text{B} \rightarrow \text{AB}$ Ejemplos:

El magnesio arde con una luz blanca muy intensa (bengalas, antiguos flashes): $2\,\text{Mg} + \text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{MgO}$
El hierro se oxida lentamente al aire: $4\,\text{Fe} + 3\,\text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{Fe}_2\text{O}_3$
Fabricación del amoníaco: $\text{N}_2 + 3\,\text{H}_2 \rightarrow 2\,\text{NH}_3$
Formación del agua: $2\,\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{H}_2\text{O}$

Reacciones de descomposición

En una reacción de descomposición, una sustancia se rompe en dos o más sustancias más sencillas: $\text{AB} \rightarrow \text{A} + \text{B}$ Casi siempre hay que aportar energía. Según de dónde venga, la descomposición es:

Tipo	Energía	Ejemplo
Térmica	calor	calcinación de la caliza: $\text{CaCO}_3 \xrightarrow{\text{calor}} \text{CaO} + \text{CO}_2$
Electrolítica (electrólisis)	corriente eléctrica	electrólisis del agua: $2\,\text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{electricidad}} 2\,\text{H}_2 + \text{O}_2$
Fotoquímica	luz	el cloruro de plata se oscurece a la luz: $2\,\text{AgCl} \xrightarrow{\text{luz}} 2\,\text{Ag} + \text{Cl}_2$

La calcinación de la caliza (carbonato de calcio) da cal viva (óxido de calcio), que se usa en construcción y para fabricar cemento. La descomposición del cloruro de plata por la luz se usaba en la fotografía antigua. Por eso muchos productos que se descomponen con la luz (el agua oxigenada, algunos medicamentos) se guardan en frascos opacos.

¿Cómo las reconozco?

Cuenta cuántas sustancias hay a cada lado de la flecha (no cuántas moléculas: los coeficientes no cuentan):

Varias sustancias $\rightarrow$ una sola sustancia: síntesis.
Una sola sustancia $\rightarrow$ varias sustancias: descomposición.
Si hay varias a los dos lados, no es ninguna de las dos (por ejemplo, la combustión del metano $\text{CH}_4 + 2\,\text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2\,\text{H}_2\text{O}$ o la reacción del cinc con un ácido $\text{Zn} + 2\,\text{HCl} \rightarrow \text{ZnCl}_2 + \text{H}_2$ ).

Síntesis y descomposición pueden ser inversas: el agua se forma por síntesis a partir de hidrógeno y oxígeno, y se descompone en ellos por electrólisis.

Puntos clave

Síntesis: varias sustancias → una sola sustancia (A + B → AB).
Descomposición: una sustancia → varias más sencillas (AB → A + B).
La descomposición puede ser térmica (calor), electrolítica (electricidad) o fotoquímica (luz).
Para clasificar, cuenta las sustancias distintas a cada lado, no los coeficientes.
Como en toda reacción, la masa se conserva y las ecuaciones deben estar ajustadas.

Errores frecuentes

ErrorContar los coeficientes como si fueran sustancias distintas: decir que $2\,\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\,\text{H}_2 + \text{O}_2$ tiene «dos reactivos».
Cómo corregirloEl coeficiente 2 indica dos moléculas de la misma sustancia: hay un solo reactivo (agua), así que es una descomposición.
ErrorPensar que en la descomposición se pierde masa porque «desaparece» sustancia.
Cómo corregirloSi se desprende un gas (como el CO₂ en la calcinación), la masa del sólido disminuye, pero la masa total se conserva: masa de reactivo = suma de masas de productos.
ErrorClasificar como síntesis cualquier reacción con oxígeno.
Cómo corregirloSolo es síntesis si se forma una única sustancia. La combustión del metano da CO₂ y agua: no es síntesis.

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1. La bengala de magnesio situación real
Una tira de magnesio arde en el aire con una luz blanca muy brillante y queda un polvo blanco, el óxido de magnesio, $\text{MgO}$ . a) Escribe y ajusta la ecuación. b) ¿Es una síntesis o una descomposición? c) Si se queman 2,4 g de magnesio y se obtienen 4,0 g de óxido de magnesio, ¿qué masa de oxígeno ha reaccionado?

Resolución
a) Reactivos: magnesio ( $\text{Mg}$ ) y oxígeno ( $\text{O}_2$ ); producto: $\text{MgO}$ . Sin ajustar: Mg + $\text{O}_2$ $\rightarrow$ MgO. Hay 2 O a la izquierda y 1 a la derecha: ponemos 2 delante de MgO, y entonces 2 delante de Mg: $2\,\text{Mg} + \text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{MgO}$ b) Dos sustancias forman una sola: es una síntesis. c) Por la ley de conservación de la masa: $m(\text{O}_2) = 4{,}0 - 2{,}4 = 1{,}6$ g.
Ejemplo 2. La electrólisis del agua experimental
En el laboratorio se hace pasar corriente eléctrica por agua con un poco de sulfato de sodio disuelto, en un aparato con dos tubos llenos de agua sobre los electrodos. En los dos tubos se acumula gas; al cabo de unos minutos, en uno hay 40 mL y en el otro 20 mL. a) Escribe la ecuación ajustada. ¿Qué tipo de reacción es? b) ¿Qué gas hay en cada tubo? ¿Cómo lo comprobarías? c) ¿Qué relación hay entre los volúmenes y los coeficientes?

Resolución
a) $2\,\text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{electricidad}} 2\,\text{H}_2 + \text{O}_2$ . Una sustancia da dos: es una descomposición electrolítica (electrólisis). b) En el tubo de 40 mL hay hidrógeno y en el de 20 mL, oxígeno. Se comprueba así: el hidrógeno, al acercar una cerilla encendida, arde con una pequeña detonación; el oxígeno aviva una astilla con la punta en brasa. c) Se obtiene el doble de volumen de hidrógeno que de oxígeno, igual que en la ecuación hay 2 moléculas de $\text{H}_2$ por cada molécula de $\text{O}_2$ .
Ejemplo 3. La levadura química en el horno numérico (conservación de la masa)
El bicarbonato de sodio ( $\text{NaHCO}_3$ ) de la levadura química se descompone al calentarlo en el horno y forma carbonato de sodio ( $\text{Na}_2\text{CO}_3$ ), agua y dióxido de carbono; las burbujas de gas hacen que el bizcocho suba. Al calentar 8,4 g de bicarbonato de sodio hasta que se descompone por completo, quedan 5,3 g de carbonato de sodio. a) Escribe y ajusta la ecuación y di de qué tipo es. b) ¿Qué masa de agua y de dióxido de carbono, juntos, se ha desprendido? c) ¿Por qué el sólido pesa menos al final? ¿Se cumple la ley de Lavoisier?

Resolución
a) Sin ajustar: $\text{NaHCO}_3 \rightarrow \text{Na}_2\text{CO}_3 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2$ . Hay 1 Na a la izquierda y 2 a la derecha: ponemos 2 delante del $\text{NaHCO}_3$ y comprobamos (Na 2/2; H 2/2; C 2/2; O 6/6): $2\,\text{NaHCO}_3 \xrightarrow{\text{calor}} \text{Na}_2\text{CO}_3 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2$ Una sustancia da tres: es una descomposición térmica. b) Conservación de la masa: $m(\text{H}_2\text{O}) + m(\text{CO}_2) = 8{,}4 - 5{,}3 = 3{,}1$ g. c) El sólido pierde masa porque el vapor de agua y el $\text{CO}_2$ son gases que se escapan. Pero la masa total se conserva: $5{,}3 + 3{,}1 = 8{,}4$ g. ✔ (Con las masas molares, Na = 23, H = 1, C = 12, O = 16, se comprueba: 2 mol de $\text{NaHCO}_3$ , 168 g, dan 1 mol de $\text{Na}_2\text{CO}_3$ , 106 g; $8{,}4 \cdot \frac{106}{168} = 5{,}3$ g.)

Ejercicios

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

1. Fácil
Clasifica estas reacciones en síntesis, descomposición o ninguna de las dos: a) $2\,\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{H}_2\text{O}$ b) $2\,\text{HgO} \rightarrow 2\,\text{Hg} + \text{O}_2$ c) $\text{CH}_4 + 2\,\text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2\,\text{H}_2\text{O}$ d) $\text{N}_2 + 3\,\text{H}_2 \rightarrow 2\,\text{NH}_3$ e) $2\,\text{NaCl} \rightarrow 2\,\text{Na} + \text{Cl}_2$ f) $\text{Zn} + 2\,\text{HCl} \rightarrow \text{ZnCl}_2 + \text{H}_2$
Ver solución
Síntesis: a, d. Descomposición: b, e. Ninguna: c, f.
- a) Dos sustancias $\rightarrow$ una: síntesis.
- b) Una $\rightarrow$ dos: descomposición.
- c) Dos $\rightarrow$ dos: ninguna (es una combustión).
- d) Dos $\rightarrow$ una: síntesis.
- e) Una $\rightarrow$ dos: descomposición (electrólisis de la sal fundida).
- f) Dos $\rightarrow$ dos: ninguna.
2. Fácil
Indica si cada descomposición es térmica, electrolítica o fotoquímica: a) Al calentar azúcar mucho tiempo se forma carbón y vapor de agua. b) Se obtiene aluminio a partir de su óxido fundido haciendo pasar corriente eléctrica. c) Un medicamento se estropea si se deja al sol fuera de su caja. d) En los hornos de cal se obtiene óxido de calcio a partir de caliza.

Ver solución
a) Térmica. b) Electrolítica. c) Fotoquímica. d) Térmica.
a) Térmica (calor). b) Electrolítica (corriente eléctrica). c) Fotoquímica (luz). d) Térmica (calor).
3. Media
Ajusta estas ecuaciones y clasifícalas: a) _ $\text{H}_2$ + _ $\text{Cl}_2$ $\rightarrow$ _ HCl b) _ $\text{KClO}_3$ $\rightarrow$ _ KCl + _ $\text{O}_2$ c) _ Fe + _ $\text{O}_2$ $\rightarrow$ _ $\text{Fe}_2\text{O}_3$

Ver solución
a) 1, 1, 2: síntesis. b) 2, 2, 3: descomposición. c) 4, 3, 2: síntesis.
a) $\text{H}_2 + \text{Cl}_2 \rightarrow 2\,\text{HCl}$ : síntesis. b) Hay 3 O a la izquierda y 2 a la derecha: con 2 $\text{KClO}_3$ hay 6 O, que son 3 $\text{O}_2$ ; luego 2 KCl: $2\,\text{KClO}_3 \rightarrow 2\,\text{KCl} + 3\,\text{O}_2$ : descomposición. c) Para igualar el O (3 y 2), ponemos 3 $\text{O}_2$ y 2 $\text{Fe}_2\text{O}_3$ (6 O a cada lado); quedan 4 Fe: $4\,\text{Fe} + 3\,\text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{Fe}_2\text{O}_3$ : síntesis.
4. Media
Lavoisier calentó óxido de mercurio(II), que se descompone en mercurio y oxígeno. Si se calientan 43,3 g de óxido de mercurio(II) y se obtienen 40,1 g de mercurio: a) escribe la ecuación ajustada; b) calcula la masa de oxígeno desprendida; c) ¿de qué tipo de descomposición se trata?

Ver solución
a) 2 HgO → 2 Hg + O₂. b) 3,2 g. c) Térmica.
a) $2\,\text{HgO} \rightarrow 2\,\text{Hg} + \text{O}_2$ b) Conservación de la masa: $m(\text{O}_2) = 43{,}3 - 40{,}1 = 3{,}2$ g. c) Térmica: se produce al calentar.
5. Difícil
En una electrólisis del agua se recogen 15 mL de oxígeno. a) ¿Qué volumen de hidrógeno se recoge a la vez? b) Si en otra experiencia se recogen 50 mL de gas en total, ¿cuánto es de cada gas?

Ver solución
a) 30 mL de H₂. b) 33,3 mL de H₂ y 16,7 mL de O₂ (aproximadamente).
Según $2\,\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\,\text{H}_2 + \text{O}_2$ , se obtiene el doble de volumen de hidrógeno que de oxígeno. a) $V(\text{H}_2) = 2 \cdot 15 = 30$ mL. b) De cada 3 partes de gas, 2 son de hidrógeno y 1 de oxígeno: $V(\text{O}_2) = \frac{50}{3} \approx 16{,}7$ mL; $V(\text{H}_2) = \frac{2 \cdot 50}{3} \approx 33{,}3$ mL.

Para practicar más

1. Fácil
Define reacción de síntesis y reacción de descomposición y escribe un ejemplo de cada una con su ecuación ajustada.
Ver solución
Síntesis: varias sustancias forman una (2 H₂ + O₂ → 2 H₂O). Descomposición: una sustancia da varias (CaCO₃ → CaO + CO₂).
- Síntesis: dos o más sustancias se unen para formar una sola. Ejemplo: $2\,\text{Mg} + \text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{MgO}$ .
- Descomposición: una sustancia se rompe en dos o más más sencillas. Ejemplo: $\text{CaCO}_3 \rightarrow \text{CaO} + \text{CO}_2$ . (Valen otros ejemplos ajustados.)
2. Media
Ajusta y clasifica (síntesis o descomposición; si es descomposición, indica de qué tipo): a) _ $\text{N}_2$ + _ $\text{H}_2$ $\rightarrow$ _ $\text{NH}_3$ b) _ AgCl $\rightarrow$ _ Ag + _ $\text{Cl}_2$ (al exponerlo a la luz) c) _ $\text{H}_2\text{O}_2$ $\rightarrow$ _ $\text{H}_2\text{O}$ + _ $\text{O}_2$ (al calentarlo) d) _ Na + _ $\text{Cl}_2$ $\rightarrow$ _ NaCl

Ver solución
a) 1, 3, 2: síntesis. b) 2, 2, 1: descomposición fotoquímica. c) 2, 2, 1: descomposición térmica. d) 2, 1, 2: síntesis.
a) $\text{N}_2 + 3\,\text{H}_2 \rightarrow 2\,\text{NH}_3$ : síntesis. b) $2\,\text{AgCl} \rightarrow 2\,\text{Ag} + \text{Cl}_2$ : descomposición fotoquímica. c) $2\,\text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{H}_2\text{O} + \text{O}_2$ : descomposición térmica. d) $2\,\text{Na} + \text{Cl}_2 \rightarrow 2\,\text{NaCl}$ : síntesis.
3. Media
Las gafas de sol «fotocromáticas» se oscurecen al sol y se aclaran a la sombra. Sus cristales contienen pequeñas cantidades de cloruro de plata. Explica qué ocurre usando los términos «descomposición fotoquímica» y «síntesis».

Ver solución
Al sol, la luz descompone el AgCl en plata (oscura) y cloro; a la sombra se vuelven a combinar (síntesis) y el cristal se aclara.
Con la luz del sol, el cloruro de plata sufre una descomposición fotoquímica: $2\,\text{AgCl} \xrightarrow{\text{luz}} 2\,\text{Ag} + \text{Cl}_2$ . Los diminutos granos de plata que se forman son oscuros y el cristal se oscurece. A la sombra, la plata y el cloro, que siguen atrapados en el cristal, vuelven a unirse (síntesis): $2\,\text{Ag} + \text{Cl}_2 \rightarrow 2\,\text{AgCl}$ , y el cristal se aclara.
4. Media
El azufre arde y forma dióxido de azufre: $\text{S} + \text{O}_2 \rightarrow \text{SO}_2$ . Se sabe que 32 g de azufre reaccionan exactamente con 32 g de oxígeno. a) ¿Es una síntesis o una descomposición? b) ¿Qué masa de dióxido de azufre se forma con 8 g de azufre? c) ¿Qué masa de azufre hace falta para obtener 48 g de dióxido de azufre?

Ver solución
a) Síntesis. b) 16 g. c) 24 g.
a) Síntesis: dos sustancias forman una. b) 32 g de S + 32 g de $\text{O}_2$ $\rightarrow$ 64 g de $\text{SO}_2$ (conservación de la masa). Por la ley de Proust, la proporción es fija: 8 g de S reaccionan con 8 g de $\text{O}_2$ y dan 16 g de $\text{SO}_2$ . c) De cada 64 g de $\text{SO}_2$ , 32 g son de azufre (la mitad): $m(\text{S}) = \frac{48}{2} = 24$ g.
5. Difícil
El agua se forma por síntesis: $2\,\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{H}_2\text{O}$ . ¿Qué masas de hidrógeno y de oxígeno hacen falta para obtener 9 g de agua? Datos: H = 1 u; O = 16 u.

Ver solución
1 g de H₂ y 8 g de O₂.
Masas: $2 \cdot M(\text{H}_2) = 2 \cdot 2 = 4$ g; $M(\text{O}_2) = 32$ g; $2 \cdot M(\text{H}_2\text{O}) = 2 \cdot 18 = 36$ g. Es decir, 4 g de $\text{H}_2$ + 32 g de $\text{O}_2$ $\rightarrow$ 36 g de agua. $m(\text{H}_2) = 9 \cdot \frac{4}{36} = 1\ \text{g} \qquad m(\text{O}_2) = 9 \cdot \frac{32}{36} = 8\ \text{g}$ Comprobación: $1 + 8 = 9$ g. ✔

Reacciones de síntesis y de descomposición