Cambios masivos con metales y oxígeno

Inclinando la balanza

Imagine poner una cantidad específica de material absorbente de humedad en una báscula y registrar su peso. Imagina que hemos dejado pasar unas horas y volvemos a pesar el material y ha ganado peso. Podríamos teorizar que el material absorbió agua en el aire y ahora pesa más porque contiene el agua que absorbió. Esto es similar a lo que sucede cuando ciertos metales reaccionan con el oxígeno. Profundicemos en este concepto analizando dos metales separados que reaccionan con el oxígeno y calculamos sus cambios de masa.

Oxido de hierro

Anteriormente, discutimos un material absorbente de humedad que gana masa porque absorbe agua. Este es un cambio físico en el material debido a que el material absorbe agua físicamente. Veamos la reacción química entre el hierro y el oxígeno.

4Fe + 3O 2 → 2Fe 2 O 3

Inicialmente, tenemos hierro en forma atómica, lo que significa que solo contiene átomos de hierro. Después de que reacciona con el oxígeno, se combina químicamente con el oxígeno para formar óxido de hierro (III), Fe 2 O 3 . La masa molar del hierro, que obtenemos de la tabla periódica, es de 55,85 g / mol. La masa molar del oxígeno es 16,00 g / mol. La masa molar del óxido de hierro (III) es:

2 (55,85 g / mol) + 3 (16,00 g / mol) = 159,7 g / mol

Podemos ver que la masa molar del óxido de hierro (III) (también conocido como herrumbre) es significativamente mayor que la masa molar del hierro puro. Esto significa que si dejamos un trozo de hierro en una balanza durante un tiempo significativo para que reaccione con el oxígeno, obtendríamos una masa diferente debido a que el oxígeno se incorpora con los átomos de hierro. Veamos otro ejemplo de este proceso químico.

El óxido es el resultado de la reacción del hierro con el oxígeno.

Óxido de magnesio

El magnesio es un metal que se usa comúnmente en los laboratorios de química para mostrar cómo gana masa cuando reacciona con el oxígeno. Veamos la reacción del magnesio con el oxígeno:

2Mg + O 2 → 2MgO

Supongamos que tomamos una tira de 10 cm de cinta de magnesio y la ponemos en un crisol, que es un recipiente de cerámica que puede soportar altas temperaturas, y pesamos el magnesio y el recipiente. A continuación, calentaremos el magnesio en el crisol con el crisol tapado. Cuando el crisol se calienta, levantamos la tapa y permitimos que la cinta de magnesio caliente reaccione con el oxígeno. Tenemos que asegurarnos de volver a poner la tapa tan pronto como veamos reaccionar el magnesio. Si mantenemos la tapa cerrada perderemos parte del producto al aire.

El óxido de magnesio resulta de la quema de oxígeno en oxígeno.

Cuando la reacción se haya completado, volveremos a pesar el aparato y notaremos que tiene más masa. Esto se debe a que ya no solo tenemos magnesio puro. Ahora tenemos un átomo de oxígeno unido a cada átomo de magnesio.

La masa molar de magnesio es 24,31 g / mol y la masa molar de óxido de magnesio es:

24,31 g / mol + 16,00 g / mol = 40,31 g / mol

Resumen de la lección

Ciertos metales sufren reacciones químicas que forman nuevos productos. Esto significa que se forma un óxido metálico. El hierro reacciona con el oxígeno formando óxido de hierro (III), que es Fe 2 O 3 . La masa molar de hierro es 55,85 g / mol y la masa molar de óxido de hierro (III) es 159,7 g / mol.

El magnesio reacciona con el oxígeno formando óxido de magnesio, MgO. La masa molar de magnesio es 24,31 g / mol y la masa molar de óxido de magnesio es 40,31 g / mol. En ambas reacciones, el metal gana masa porque ha incorporado átomos de oxígeno.