Un paso y eliges el camino: razones, masas e ítems PAES
Objetivo. Leer una razón molar y aplicarla de un paso. Convertir de masa a masa eligiendo el camino. Interpretar un ítem PAES de una reacción.
para partir
El instrumento MOXIE a bordo del rover Perseverance de la NASA produjo 122 gramos de oxígeno en Marte, lo que un perro pequeño respira en unas diez horas, a partir del dióxido de carbono de la atmósfera marciana. Cada dos moles de CO₂ entregan un mol de O₂, y ese 2 a 1 es una razón molar. Hoy la lees de un paso y eliges el camino de gramos a gramos.
Ya tienes la razón molar, la fórmula n = m / MM y el camino de masa a masa. Esta clase es el cierre de esas relaciones: estaciones cortas e ítems con contexto, sin volver a desplegar el paso a paso. Tres errores aparecen una y otra vez, y cada estación los pone a prueba: leer el coeficiente como gramos, invertir la razón molar y calcular sobre una ecuación sin balancear.
Para entrar en calor, responde de memoria:
- En 2 KClO₃ → 2 KCl + 3 O₂, ¿cuántos moles de O₂ salen de 2 mol de KClO₃?
- ¿Cuántos moles hay en 46 g de etanol (C₂H₅OH)? (C = 12; H = 1; O = 16)
- Si el dato y lo pedido están en gramos, ¿qué camino puedes usar?
Tres herramientas, un criterio para elegir
Hoy no se arma el andamio otra vez. Se elige la herramienta y se aplica de un paso.
| Tengo | Pido | Camino |
|---|---|---|
| moles | moles | Razón molar, un solo producto cruzado |
| gramos | moles de otra sustancia | n = m / MM del dato y después la razón molar |
| moles | gramos de otra sustancia | Razón molar y después m = n · MM |
| gramos | gramos | Masa a masa: por moles o con las masas de la ecuación (coeficiente × MM) |
Las masas atómicas de hoy: H = 1, C = 12, O = 16, Na = 23, P = 31, Cl = 35,5, K = 39, Br = 80.
Tres trampas, dichas en voz alta antes de calcular:
- El coeficiente cuenta moles. Las masas salen de multiplicar cada coeficiente por su masa molar.
- La razón molar lleva arriba lo que buscas. Si las unidades de partida no se cancelan, la invertiste.
- La ecuación tiene que estar balanceada. Una razón leída sobre una ecuación desbalanceada está mal desde el primer número.
Estación 1 — Un paso. En 2 KClO₃ → 2 KCl + 3 O₂, ¿cuántos moles de O₂ se obtienen a partir de 4 mol de KClO₃?
Estación 2 — Directa. Si 2 mol de CO₂ producen 1 mol de O₂, ¿cuántos g de O₂ salen de 88 g de CO₂? (C = 12; O = 16)
Estación 3 — n = m / MM. ¿Qué masa tienen 2 mol de etanol (C₂H₅OH)? (C = 12; H = 1; O = 16)
Estación 4 — Elige el camino. Une cada enunciado con la herramienta que lo resuelve.
Toca un término y luego su definición para emparejarlos.
Estación 5 — Masa a masa. La combustión completa del butano es 2 C₄H₁₀ + 13 O₂ → 8 CO₂ + 10 H₂O. ¿Qué masa de CO₂ produce la combustión de 58 g de butano? (C = 12; H = 1; O = 16)
Estación 6 — Completa el criterio.
Los coeficientes de una ecuación balanceada expresan una proporción en , y a esa proporción se le llama razón . Si el dato viene en gramos, el primer paso es por la masa molar, porque la razón molar solo conecta moles con moles. Al usarla, la sustancia que se busca va en el . Si dato y respuesta están en gramos, se puede ir de masa a masa: las masas de la ecuación son por masa molar. Antes de cualquier cuenta, la ecuación tiene que estar .
Estación 7 — Ítem con contexto. Un calefactor a etanol declara un consumo de 92 g de C₂H₅OH por ciclo de combustión completa, según C₂H₅OH + 3 O₂ → 2 CO₂ + 3 H₂O. El fabricante afirma que cada ciclo consume 192 g de O₂. ¿Qué evaluación de esa afirmación es correcta? (C = 12; H = 1; O = 16)
| KClO₃ inicial (g) | O₂ recogido (g) |
|---|---|
| 122,5 | 48 |
| 245 | 96 |
| 490 | 192 |
Estación 8 — Ítem con datos. Un grupo descompone distintas masas de clorato de potasio según 2 KClO₃ → 2 KCl + 3 O₂ y recoge el oxígeno. ¿Qué conclusión es consistente con la tabla? Elige después UNO de los dos casos y resuélvelo mostrando el camino. CASO A: 2 C₄H₁₀ + 13 O₂ → 8 CO₂ + 10 H₂O, ¿qué masa de H₂O sale de 116 g de butano? (H = 1; C = 12; O = 16). CASO B: 2 Na + Cl₂ → 2 NaCl, ¿qué masa de NaCl se obtiene a partir de 46 g de sodio? (Na = 23; Cl = 35,5)
En la reacción 2 K + Br₂ → 2 KBr, 2 gramos de potasio reaccionan exactamente con 1 gramo de bromo, porque esos son los coeficientes de la receta.
Repaso — El fósforo blanco se oxida según P₄ + O₂ → P₄O₁₀, escrita aún sin balancear. Un estudiante calcula la masa de P₄O₁₀ que sale de 62 g de P₄ usando esa ecuación tal cual. ¿Cuál es el error de su procedimiento y cuál es la masa correcta? (P = 31; O = 16)
síntesis
Para cerrar
Quedó un criterio corto. Razón molar cuando dato y respuesta van en moles. n = m / MM para entrar o salir de los moles. Masa a masa cuando las dos cantidades son gramos, armando las masas de la ecuación como coeficiente por masa molar. Los tres errores de siempre se detectan igual: el coeficiente no se lee en gramos, la razón lleva arriba lo que buscas y la ecuación se balancea antes de calcular.
Se entrega la guía de práctica de relaciones de moles y masas, con ítems de un paso y de contexto. Queda abierta una pregunta que esta receta todavía no responde: qué ocurre cuando los dos reactantes no alcanzan para el mismo tanto, es decir, cuando uno se acaba antes.
Piensa sobre tu aprendizaje
- Vuelve a las tres preguntas del inicio. ¿Ahora las respondes de un paso y puedes decir qué error evitarías en cada una?
- De los tres caminos (mol-mol, n = m / MM, masa-masa), ¿cuál te pide más atención al orientar la razón?
- En un ítem con contexto, ¿qué miras primero: la ecuación, las masas atómicas o lo que pide el comando?
referencias
Bibliografía
- 01NASA (2023). NASA's oxygen-generating experiment MOXIE completes Mars mission. https://www.nasa.gov/solar-system/nasas-oxygen-generating-experiment-moxie-completes-mars-mission/
- 02Hecht, M. et al. (2021). Mars Oxygen ISRU Experiment (MOXIE). Science Advances.
- 03Flowers, P., Theopold, K., Langley, R. & Robinson, W. (2019). Chemistry 2e, cap. 4.3 Reaction Stoichiometry. OpenStax. https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/4-3-reaction-stoichiometry
- 04Ministerio de Educación de Chile (2019). Programa de Estudio Química, Formación Diferenciada.
- 05Chang, R. & Goldsby, K. (2017). Química (12ª ed.). McGraw-Hill.
- 06Khan Academy. Cálculos estequiométricos. https://es.khanacademy.org