Reacción entre aluminio y oxígeno: ajuste y masa de oxígeno necesaria

, por F_y_Q

El aluminio reacciona con oxígeno para formar óxido de aluminio (Al_2O_3).

a) Escribe la reacción e indica los reactivos y los productos.

b) Ajusta la reacción y explica la información que se obtiene de dicho ajuste.

c) ¿Qué cantidad de oxígeno será necesaria para obtener 10 moléculas de óxido de aluminio.


SOLUCIÓN:

a)

\ce{Al + O2 -> Al2O3}

Los reactivos son las especies que se escriben a la izquierda, en este caso son el aluminio y el oxígeno, mientras que los productos son las especies que se escriben a la derecha de la flecha, siendo el óxido de aluminio el único producto en nuestro ejemplo.
b) Ajustar la reacción implica cumplir con la ley de la conservación de la masa, es decir, es necesario que haya el mismo número de cada tipo de átomos a ambos lados de la flecha:

\bf \ce{4Al(s) + 3O2(g) -> 2Al2O3(s)}


Pero el ajuste no es único. Esta misma reacción se podría escribir como:

\bf \ce{2Al(s) + 3/2O2(g) -> Al2O3(s)}


Lo que nos dice la reacción, en términos de moles de átomos y moléculas, es que 2 moles de aluminio reaccionan con 1.5 moles de oxígeno para dar lugar a 1 mol de óxido de aluminio.
c) Si seguimos la relación anterior, en forma de moléculas, podemos decir (usamos la primera ecuación ajustada) que 3 moles de oxígeno forman una molécula de óxido de aluminio. Solo tenemos que seguir esta relación estequiométrica y hacer la conversión a masa usando la masa molecular del oxígeno (O_2 = 2\cdot 16 = 32\ g/mol}):

10\ \cancel{mol\acute{e}c\ Al_2O_3}\cdot \frac{3\ \cancel{mol\acute{e}c}\ O_2}{1\ \cancel{mol\acute{e}c\ Al_2O_3}}\cdot \frac{1\ \cancel{mol}}{6.022\cdot 10^{23}\ \cancel{mol\acute{e}c}}\cdot \frac{32\ g}{1\ \cancel{mol}} = \bf 1.6\cdot 10^{-21}\ g\ O_2