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title: "Conservación de la masa y ecuaciones ajustadas"
book: "Química escolar — Años 1 a 12"
subject: chemistry
language: es
chapter: 13
exercises: 12
source: https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/13-conservacion-de-la-masa-y-ecuaciones-ajustadas
license: CC-BY-NC-SA-4.0
credit: "One Chemistry Book, One Course (one-course.com)"
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# Capítulo 13 — Conservación de la masa y ecuaciones ajustadas

Un tronco de dos kilos [arde](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/5-la-combustion-lo-que-necesita-un-fuego#def-g4-what-a-fire-needs-burning) en una chimenea. Por la mañana quedan unas pocas decenas de gramos de ceniza gris. ¿Se esfumaron casi dos kilos de materia durante la noche? Durante siglos nadie supo responder. La respuesta llegó de un químico que decidió pesarlo todo, incluidos los gases que a nadie se le había ocurrido pesar.

**Lo que ya sabes.**

En una [reacción química](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/12-las-reacciones-quimicas-reactivos-y-productos#def-g7-chemical-reactions-reaction) se consumen los [reactivos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/12-las-reacciones-quimicas-reactivos-y-productos#def-g7-chemical-reactions-reactant) y se forman los productos; los [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de los [reactivos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/12-las-reacciones-quimicas-reactivos-y-productos#def-g7-chemical-reactions-reactant) se reorganizan en los productos, sin crearse ni destruirse ([Capítulo 12](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/12-las-reacciones-quimicas-reactivos-y-productos#ch-g7-chemical-reactions)). Una [fórmula química](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-formula) como $\ce{H2O}$ enumera los [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de una [molécula](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule); un número delante, como en $\ce{3H2O}$, cuenta [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) ([Capítulo 11](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#ch-g7-atoms-and-molecules)).

![Una chimenea a la mañana siguiente: de los troncos solo queda un poco de ceniza.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g8-balanced-equations/img-c684d59efb61.jpg)

*Una chimenea a la mañana siguiente: de los troncos solo queda un poco de ceniza.*

## 13.1 La masa se conserva

**En el laboratorio — Pesar una reacción en un matraz cerrado.**

El profesor pone un poco de vinagre en un matraz, y bicarbonato en un globo ajustado a su boca, y coloca el conjunto sobre una balanza: $212.4\,\mathrm{g}$. Se levanta el globo para que el bicarbonato caiga en el vinagre: la [mezcla](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/8-sustancias-puras-y-mezclas#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture) burbujea y el globo se hincha con el gas formado. La balanza sigue marcando $212.4\,\mathrm{g}$. La misma reacción en un matraz abierto, sin el globo, “pierde” masa: el gas se escapa a la sala.

![La misma reacción, pesada. En el matraz cerrado la masa no cambia; en el matraz abierto el gas se va y la balanza marca menos.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g8-balanced-equations/fig-48586ca93b46.svg)

*La misma reacción, pesada. En el matraz cerrado la masa no cambia; en el matraz abierto el gas se va y la balanza marca menos.*

**Definición 13.1 (Conservación de la masa).**

La *conservación de la masa* es la ley según la cual, en una [reacción química](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/12-las-reacciones-quimicas-reactivos-y-productos#def-g7-chemical-reactions-reaction), la masa total de los productos formados es igual a la masa total de los [reactivos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/12-las-reacciones-quimicas-reactivos-y-productos#def-g7-chemical-reactions-reactant) consumidos. No se pierde nada y no se crea nada; la materia solo cambia de forma.

**Ejemplo 13.2 (El tronco, bien pesado).**

Si se pudieran pesar antes el tronco que [arde](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/5-la-combustion-lo-que-necesita-un-fuego#def-g4-what-a-fire-needs-burning) y el oxígeno que toma del [aire](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/4-el-aire-una-mezcla-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air), y después la ceniza, el dióxido de carbono y el vapor de agua, los dos totales serían iguales. La ceniza es ligera porque la mayor parte de los productos son gases que se van por la chimenea.

**Historia — Lavoisier lo pesa todo, de 1770 a 1789.**

Antoine-Laurent Lavoisier se impuso como norma pesar todas las sustancias antes y después de cada reacción, en recipientes cerrados para que ningún gas pudiera salir ni entrar. Demostró que los metales ganan masa cuando se oxidan o [arden](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/5-la-combustion-lo-que-necesita-un-fuego#def-g4-what-a-fire-needs-burning), porque toman algo del [aire](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/4-el-aire-una-mezcla-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) (el oxígeno, al que él dio nombre), y afirmó en 1789 que en una reacción nada se crea y nada se pierde. Su esposa, Marie-Anne Paulze Lavoisier, trabajaba a su lado, anotaba los experimentos y dibujó los aparatos para su libro.

![Antoine-Laurent Lavoisier y Marie-Anne Paulze Lavoisier, por Jacques-Louis David, 1788.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g8-balanced-equations/img-0d4c6bae612d.jpg)

*Antoine-Laurent Lavoisier y Marie-Anne Paulze Lavoisier, por Jacques-Louis David, 1788.*

## 13.2 Por qué se conserva la masa

**Proposición 13.3 (Los átomos se conservan, así que la masa se conserva).**

En una reacción, los [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) solo se reorganizan: todos los [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de los [reactivos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/12-las-reacciones-quimicas-reactivos-y-productos#def-g7-chemical-reactions-reactant) se vuelven a encontrar en los productos. Cada [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) conserva su propia masa. Por tanto, la masa total no puede cambiar.

**Ejemplo 13.4 (Hierro que gana masa).**

La lana de acero quemada sobre una balanza en un recipiente abierto se vuelve más pesada: los [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de hierro se han unido a [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de oxígeno tomados del [aire](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/4-el-aire-una-mezcla-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air), y el óxido de hierro formado pesa lo que el hierro más ese oxígeno. Si se quema en un frasco de [aire](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/4-el-aire-una-mezcla-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) cerrado sobre la balanza, el conjunto no cambia de masa: el oxígeno ya estaba dentro del frasco.

## 13.3 La ecuación química

**Definición 13.5 (Ecuación química).**

Una *ecuación química* escribe una reacción con fórmulas: las fórmulas de los [reactivos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/12-las-reacciones-quimicas-reactivos-y-productos#def-g7-chemical-reactions-reactant) a la izquierda, unidas por $+$, una flecha, y las fórmulas de los productos a la derecha. Cada fórmula puede llevar un número delante. La ecuación es una *ecuación ajustada* cuando cada clase de [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) aparece el mismo número de veces en los dos miembros.

**Definición 13.6 (Coeficiente estequiométrico).**

El número escrito delante de una fórmula en una ecuación es su *coeficiente estequiométrico*: cuenta las [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) (u otras partículas) de esa especie que intervienen. El coeficiente 1 no se escribe.

**Notación 13.7 (Símbolos de estado).**

Una letra entre paréntesis después de una fórmula puede indicar su estado físico: (s) sólido, (l) líquido, (g) gas. Así, $\ce{H2O(l)}$ es el agua líquida y $\ce{H2O(g)}$, el vapor de agua.

**Ejemplo 13.8 (Leer una ecuación).**

$$
\ce{CH4(g) + 2O2(g) -> CO2(g) + 2H2O(l)}
$$

se lee: una [molécula](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de metano y dos [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de oxígeno reaccionan y dan una [molécula](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de dióxido de carbono y dos [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de agua. Izquierda: 1 C, 4 H, 4 O. Derecha: 1 C, 4 H, $2 + 2 = 4$ O. La ecuación está ajustada.

![Las partes de una ecuación química.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g8-balanced-equations/fig-07f4fe45bba6.svg)

*Las partes de una [ecuación química](#def-g8-balanced-equations-equation).*

## 13.4 Ajustar una ecuación

**Método 13.9 (Ajustar una ecuación).**

1. Escribir las fórmulas correctas de los [reactivos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/12-las-reacciones-quimicas-reactivos-y-productos#def-g7-chemical-reactions-reactant) y de los productos. No cambiar nunca una fórmula después: convertir $\ce{H2O}$ en $\ce{H2O2}$ describiría otra sustancia.
2. Contar los [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de cada clase en cada miembro.
3. Ajustar una clase de [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) cada vez con coeficientes, empezando por los [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) que aparecen en una sola fórmula de cada miembro; dejar el hidrógeno y el oxígeno para el final.
4. Volver a contar; repetir hasta que todas las clases de [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) estén ajustadas.
5. Usar los números enteros más pequeños.

**Ejemplo 13.10 (Hidrógeno y oxígeno).**

Sin ajustar, $\ce{H2 + O2 -> H2O}$ tiene 2 O a la izquierda y 1 a la derecha. Ponemos un 2 delante de $\ce{H2O}$: ahora hay 4 H a la derecha, así que ponemos un 2 delante de $\ce{H2}$:

$$
\ce{2H2 + O2 -> 2H2O}.
$$

Comprobación: 4 H y 2 O en cada miembro.

**Ejemplo 13.11 (El hierro arde en oxígeno).**

El hierro y el oxígeno dan el óxido de hierro $\ce{Fe2O3}$. Oxígeno: 2 a la izquierda, 3 a la derecha; el menor número común es 6, así que 3 $\ce{O2}$ y 2 $\ce{Fe2O3}$. Entonces hay 4 Fe a la derecha, así que 4 Fe a la izquierda:

$$
\ce{4Fe + 3O2 -> 2Fe2O3}.
$$

![La ecuación ajustada de la combustión del hidrógeno, dibujada con modelos: dos moléculas de hidrógeno y una molécula de oxígeno dan dos moléculas de agua.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g8-balanced-equations/fig-396526760abb.svg)

*La [ecuación ajustada](#def-g8-balanced-equations-equation) de la [combustión](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/5-la-combustion-lo-que-necesita-un-fuego#def-g4-what-a-fire-needs-burning) del hidrógeno, dibujada con modelos: dos [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de hidrógeno y una [molécula](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de oxígeno dan dos [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de agua.*

## 13.5 Leer una ecuación en moléculas

**Proposición 13.12 (Lo que dice una ecuación ajustada).**

Los coeficientes de una [ecuación ajustada](#def-g8-balanced-equations-equation) dan las proporciones en que reaccionan y se forman las partículas. Si la ecuación es $\ce{2H2 + O2 -> 2H2O}$, 200 [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de hidrógeno reaccionan con 100 [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de oxígeno y dan 200 [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de agua; un millón de [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de oxígeno necesitan dos millones de [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de hidrógeno.

**Ejemplo 13.13 (El propano de un hornillo de camping).**

El propano, $\ce{C3H8}$, [arde](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/5-la-combustion-lo-que-necesita-un-fuego#def-g4-what-a-fire-needs-burning) en oxígeno y da dióxido de carbono y agua. Primero el carbono: 3 C, así que 3 $\ce{CO2}$. El hidrógeno: 8 H, así que 4 $\ce{H2O}$. El oxígeno de la derecha: $3 \times 2 + 4 = 10$ O, así que 5 $\ce{O2}$:

$$
\ce{C3H8 + 5O2 -> 3CO2 + 4H2O}.
$$

Cada [molécula](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de propano necesita cinco [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de oxígeno.

## 13.6 Ejercicios

**Ejercicio 13.1 ★.**

Enuncia la ley de [conservación de la masa](#def-g8-balanced-equations-conservation).

**Solución de Ejercicio 13.1.**

En una [reacción química](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/12-las-reacciones-quimicas-reactivos-y-productos#def-g7-chemical-reactions-reaction), la masa total de los productos formados es igual a la masa total de los [reactivos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/12-las-reacciones-quimicas-reactivos-y-productos#def-g7-chemical-reactions-reactant) consumidos.

**Ejercicio 13.2 ★.**

En $\ce{3CO2}$, ¿cuál es el [coeficiente estequiométrico](#def-g8-balanced-equations-coefficient)? ¿Cuántos [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de carbono y cuántos [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de oxígeno representa?

**Solución de Ejercicio 13.2.**

El coeficiente es 3. Representa 3 [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de carbono y $3 \times 2 = 6$ [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de oxígeno.

**Ejercicio 13.3 ★.**

¿Está ajustada $\ce{C + O2 -> CO2}$? Cuenta los [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) para comprobarlo.

**Solución de Ejercicio 13.3.**

Sí: 1 C y 2 O en cada miembro.

**Ejercicio 13.4 ★.**

Ajusta $\ce{Mg + O2 -> MgO}$.

**Solución de Ejercicio 13.4.**

$\ce{2Mg + O2 -> 2MgO}$: 2 Mg y 2 O en cada miembro.

**Ejercicio 13.5 ★★.**

Ajusta $\ce{N2 + H2 -> NH3}$, la reacción con la que se fabrica el amoniaco.

**Solución de Ejercicio 13.5.**

Nitrógeno: 2 N a la izquierda, así que 2 $\ce{NH3}$; entonces hay 6 H a la derecha, así que 3 $\ce{H2}$: $\ce{N2 + 3H2 -> 2NH3}$.

**Ejercicio 13.6 ★★.**

$12\,\mathrm{g}$ de carbono [arden](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/5-la-combustion-lo-que-necesita-un-fuego#def-g4-what-a-fire-needs-burning) por completo y forman $44\,\mathrm{g}$ de dióxido de carbono. ¿Qué masa de oxígeno se ha consumido?

**Solución de Ejercicio 13.6.**

Por la [conservación de la masa](#def-g8-balanced-equations-conservation): $44 - 12 = 32\,\mathrm{g}$ de oxígeno.

**Ejercicio 13.7 ★★.**

Mira la figura de los dos matraces sobre balanzas. ¿Por qué baja la lectura del matraz abierto? ¿Se ha destruido masa?

**Solución de Ejercicio 13.7.**

El gas formado se escapa a la sala, así que la balanza ya no lo pesa. No se destruye masa: la masa que falta está en el [aire](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/4-el-aire-una-mezcla-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) de la sala.

**Ejercicio 13.8 ★★.**

Ajusta $\ce{CH4 + O2 -> CO2 + H2O}$ paso a paso, diciendo qué [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) ajustas en cada paso.

**Solución de Ejercicio 13.8.**

Carbono: 1 en cada miembro. Hidrógeno: 4 a la izquierda, así que 2 $\ce{H2O}$. Oxígeno: $2 + 2 = 4$ a la derecha, así que 2 $\ce{O2}$: $\ce{CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O}$.

**Ejercicio 13.9 ★★.**

Un alumno ajusta $\ce{H2 + O2 -> H2O}$ escribiendo $\ce{H2 + O2 -> H2O2}$. ¿Por qué está mal?

**Solución de Ejercicio 13.9.**

Convertir $\ce{H2O}$ en $\ce{H2O2}$ cambia la sustancia: $\ce{H2O2}$ es el peróxido de hidrógeno, no el agua. Solo se pueden cambiar los coeficientes: $\ce{2H2 + O2 -> 2H2O}$.

**Ejercicio 13.10 ★★.**

Con $\ce{C3H8 + 5O2 -> 3CO2 + 4H2O}$, ¿cuántas [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de oxígeno hacen falta para quemar 20 [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de propano? ¿Cuántas [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de agua se forman?

**Solución de Ejercicio 13.10.**

$20 \times 5 = 100$ [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de oxígeno; $20 \times 4 = 80$ [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de agua.

**Ejercicio 13.11 ★★★.**

Ajusta $\ce{C2H6 + O2 -> CO2 + H2O}$, la [combustión](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/5-la-combustion-lo-que-necesita-un-fuego#def-g4-what-a-fire-needs-burning) del etano. (Pista: prueba a duplicar el etano.)

**Solución de Ejercicio 13.11.**

Con 2 $\ce{C2H6}$: 4 C, así que 4 $\ce{CO2}$; 12 H, así que 6 $\ce{H2O}$; oxígeno a la derecha, $8 + 6 = 14$, así que 7 $\ce{O2}$: $\ce{2C2H6 + 7O2 -> 4CO2 + 6H2O}$.

**Ejercicio 13.12 ★★★.**

Una vela de $20.0\,\mathrm{g}$ [arde](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/5-la-combustion-lo-que-necesita-un-fuego#def-g4-what-a-fire-needs-burning) dentro de una caja de vidrio cerrada llena de [aire](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/4-el-aire-una-mezcla-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air), colocada sobre una balanza que marca $850.0\,\mathrm{g}$ en total. Cuando la llama se apaga, la vela pesa $19.6\,\mathrm{g}$. ¿Qué marca la balanza? Explícalo.

**Solución de Ejercicio 13.12.**

Sigue marcando $850.0\,\mathrm{g}$. La caja está cerrada: los $0.4\,\mathrm{g}$ de cera que han ardido se han convertido en dióxido de carbono y vapor de agua, que siguen dentro de la caja con el oxígeno que tomaron. No ha entrado ni salido nada.

## 13.7 Problema: Lana de acero en un frasco cerrado

**Problema 13.1.**

Problema de fin de semana — un hierro que arde, una balanza que no se mueve y el oxígeno tomado del aire

En un laboratorio, un profesor quema lana de acero, que es hierro casi puro, de dos maneras. Primero quema un estropajo en un recipiente abierto sobre una balanza: la lectura sube. Después quema un estropajo de $0.28\,\mathrm{g}$, encendido con una chispa eléctrica, dentro de un frasco cerrado lleno de [aire](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/4-el-aire-una-mezcla-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) colocado sobre la balanza: la lectura no cambia. El frasco contiene alrededor de $0.5\,\mathrm{g}$ de oxígeno. El hierro que [arde](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/5-la-combustion-lo-que-necesita-un-fuego#def-g4-what-a-fire-needs-burning) en oxígeno forma el óxido de hierro $\ce{Fe2O3}$; con menos oxígeno también puede formar $\ce{Fe3O4}$.

**Parte I — Dos pesadas.**

1. En el recipiente abierto, la masa aumenta. ¿De dónde viene la masa adicional?
2. En el frasco cerrado, la masa no cambia. Explícalo.
3. Enuncia la ley que ilustran estas dos pesadas.

**Parte II — Dos ecuaciones.**

4. Ajusta la ecuación $\ce{Fe + O2 -> Fe2O3}$ .
5. Ajusta la ecuación $\ce{Fe + O2 -> Fe3O4}$ .
6. Comprueba la primera ecuación contando los [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de cada clase en cada miembro.
7. Según la primera ecuación, ¿cuántas [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de oxígeno reaccionan con 400 [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de hierro?

**Parte III — Masas.** En el $\ce{Fe2O3}$, cada $7\,\mathrm{g}$ de hierro están combinados con $3\,\mathrm{g}$ de oxígeno. El estropajo de $0.28\,\mathrm{g}$ [arde](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/5-la-combustion-lo-que-necesita-un-fuego#def-g4-what-a-fire-needs-burning) por completo y se convierte en $\ce{Fe2O3}$.

8. ¿Qué masa de oxígeno se combina con $0.28\,\mathrm{g}$ de hierro?
9. ¿Cuál es la masa de óxido de hierro formada?
10. ¿Había suficiente oxígeno en el frasco? Explícalo.
11. Se abre el frasco después de que se enfríe, y entra [aire](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/4-el-aire-una-mezcla-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) de golpe. Explica por qué, y di cómo cambia entonces la lectura de la balanza.
12. Calcula la masa de oxígeno que la lana de acero, al [arder](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/5-la-combustion-lo-que-necesita-un-fuego#def-g4-what-a-fire-needs-burning) , ha tomado del [aire](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/4-el-aire-una-mezcla-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) del frasco.

**Solución de Problema 13.1.**

**1.** Del oxígeno del [aire](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/4-el-aire-una-mezcla-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air), que se combina con el hierro: el óxido de hierro pesa lo que el hierro más ese oxígeno.

**2.** Todo se queda dentro del frasco: el oxígeno consumido ya estaba en el frasco, y el óxido formado se queda ahí. La masa total no cambia.

**3.** La [conservación de la masa](#def-g8-balanced-equations-conservation): en una reacción, la masa total de los productos es igual a la masa total de los [reactivos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/12-las-reacciones-quimicas-reactivos-y-productos#def-g7-chemical-reactions-reactant).

**4.** $\ce{4Fe + 3O2 -> 2Fe2O3}$.

**5.** $\ce{3Fe + 2O2 -> Fe3O4}$.

**6.** Izquierda: 4 Fe, $3 \times 2 = 6$ O. Derecha: $2 \times 2 = 4$ Fe, $2 \times 3 = 6$ O. Ajustada.

**7.** 4 [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de hierro por cada 3 [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de oxígeno, así que $400 \times
\frac{3}{4} = 300$ [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de oxígeno.

**8.** $0.28 \times \frac{3}{7} = 0.12\,\mathrm{g}$ de oxígeno.

**9.** $0.28 + 0.12 = 0.40\,\mathrm{g}$ de óxido de hierro.

**10.** Sí: hacen falta $0.12\,\mathrm{g}$ y el frasco contenía unos $0.5\,\mathrm{g}$.

**11.** El oxígeno consumido ha salido del [aire](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/4-el-aire-una-mezcla-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) del frasco (ahora está dentro del óxido sólido), así que el frasco contiene menos gas que antes y entra [aire](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/4-el-aire-una-mezcla-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) de la sala. La lectura de la balanza sube entonces, en la masa del [aire](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/4-el-aire-una-mezcla-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) que entra.

**12.** Se tomaron $0.12\,\mathrm{g}$ de oxígeno del [aire](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/4-el-aire-una-mezcla-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) del frasco.