Tanto si viene de un río como si se obtiene quemando hidrógeno en el laboratorio, el agua contiene siempre hidrógeno y oxígeno en una proporción en masa de 1 : 8. Que los elementos de un compuesto se combinen siempre en la misma proporción en masa es la ley de las proporciones definidas.
Al calentar cobre para formar óxido de cobre(II), el cobre y el oxígeno se combinan siempre en proporción 4 : 1 en masa, porque los átomos se unen 1 : 1 y un átomo de cobre pesa cuatro veces más que uno de oxígeno.
En el esquema, con el oxígeno fijo en 4 g, al cambiar la cantidad de cobre solo la parte que encaja se convierte en óxido de cobre y lo que sobra se queda sin reaccionar.
Por eso esta ley también permite calcular cuánto sobra de cada sustancia.
Los compuestos se combinan siempre en la misma proporción
🧩 Una receta que no cambia
①Una molécula de agua tiene siempre dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno
②Por eso, venga de donde venga, el agua tiene hidrógeno y oxígeno en proporción 1 : 8 en masa
③Proust estableció esta ley al analizar compuestos de muchos orígenes
④En el esquema el oxígeno está fijo en 4 g y solo cambia la cantidad de cobre
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El cobre y el oxígeno se combinan siempre 4 : 1 en masa para formar óxido de cobre, y lo que sobra queda sin reaccionar
16 g
¿Qué pasa con lo que sobra?
🔍 Lo que supera la proporción se queda sin reaccionar
①16 g de cobre + 4 g de oxígeno → 20 g de óxido de cobre; la proporción encaja y no sobra nada
②24 g de cobre + 4 g de oxígeno → 20 g de óxido de cobre y sobran 8 g de cobre
③8 g de cobre + 4 g de oxígeno → 10 g de óxido de cobre y sobran 2 g de oxígeno
④Las masas que reaccionan suman siempre la masa de óxido de cobre formado (conservación de la masa)
Resumen
Ley de las proporciones definidas
La proporción en masa de los elementos de un compuesto es siempre la misma
Ejemplo: en el óxido de cobre(II), CuO, cobre : oxígeno = 4 : 1 en masa
Composición del agua
H₂O → hidrógeno : oxígeno = 1 : 8 (en masa)
1 g de hidrógeno y 8 g de oxígeno forman 9 g de agua
🎯 Lo que suele preguntarse en el examen
①Ley de las proporciones definidas: la proporción en masa de los elementos de un compuesto es constante
②Agua H₂O: hidrógeno : oxígeno = 1 : 8
③Óxido de cobre(II) CuO: cobre : oxígeno = 4 : 1
④Lo que se añade por encima de la proporción no reacciona y sobra
⑤La gráfica de la masa de óxido de cobre frente a la de cobre es una recta que pasa por el origen y se vuelve horizontal cuando se acaba el oxígeno
Ejemplos y evaluación
Ejemplo 1
En el óxido de cobre(II), el cobre y el oxígeno se combinan siempre 4 : 1 en masa. ¿Cuánto oxígeno necesitan 16 g de cobre para reaccionar por completo y cuánto óxido de cobre se forma?
1
Como cobre : oxígeno = 4 : 1, el oxígeno necesario es 16 ÷ 4 = 4 g.
2
Por la conservación de la masa, se forman 16 g + 4 g = 20 g de óxido de cobre.
▸ Hacen falta 4 g de oxígeno y se forman 20 g de óxido de cobre
Con 32 g de cobre harían falta 8 g de oxígeno y se formarían 40 g de óxido de cobre: la proporción no cambia.
Ejemplo 2
Se hacen reaccionar 24 g de cobre con 4 g de oxígeno. ¿Cuánto óxido de cobre se forma y qué sustancia sobra, y cuánto? (cobre : oxígeno = 4 : 1)
1
4 g de oxígeno pueden reaccionar con 4 × 4 = 16 g de cobre, así que se forman 16 + 4 = 20 g de óxido de cobre.
2
De los 24 g de cobre solo reaccionan 16 g, así que sobran 24 − 16 = 8 g de cobre.
▸ Se forman 20 g de óxido de cobre y sobran 8 g de cobre
Para saber qué sobra, primero hay que ver cuál de las dos sustancias se queda corta respecto a la proporción.
Evaluación de unidad
¿Cuál afirmación sobre la ley de las proporciones definidas es correcta?
①La proporción de masas de los elementos de un compuesto cambia según cómo se prepare
②En el agua (H₂O) la proporción de masas de hidrógeno a oxígeno es 1 : 8
③Una sustancia añadida más allá de la proporción fija también reacciona por completo
④La ley de las proporciones definidas se cumple también para las mezclas
⑤En el óxido de cobre la proporción de masas de cobre a oxígeno es 1 : 4
▸ ② En el agua (H₂O) la proporción de masas de hidrógeno a oxígeno es 1 : 8
1
La proporción de masas de los elementos de un compuesto es siempre constante (① falso), y una sustancia más allá de la proporción fija no reacciona y sobra (③ falso).
2
La ley solo se cumple para compuestos, mientras que una mezcla no tiene proporción fija (④ falso), y en el óxido de cobre Cu : O = 4 : 1 (⑤ falso); en el agua H : O = 1 : 8 (② correcto).