A science class measured the mass and volume of four solid objects to find their densities. Density is the mass of a substance divided by its volume: D = \dfrac{m}{V}. The density of water is 1.0 g/cm³. An object that is less dense than water floats in it; an object that is denser than water sinks.
Part 1: Four objects
Object
Mass (g)
Volume (cm³)
Wood block
30
50
Candle wax
18
20
Rubber stopper
33
30
Glass marble
15
6
Part 2: An unknown metal
Next, the class tested a small cube of an unknown metal with a mass of 158 g. To find its volume, they used water displacement: a graduated cylinder held 40.0 mL of water, and after the cube was dropped in, the water level rose to 60.0 mL. (1 mL = 1 cm³.) Because density is a physical property, every sample of a pure metal has the same density. The class compared their result to this reference table.
Metal
Density (g/cm³)
Aluminum
2.70
Zinc
7.14
Iron
7.87
Lead
11.34
Using the data in Part 1 and the formula D = \dfrac{m}{V}, what is the density of the candle wax?
g/cm³
Escribe tu respuesta en el recuadro. Puedes usar fracciones como 3/4.
Pista
Find the candle wax row in the table. Which number goes on top of the fraction?
Solución paso a paso
Evidence: The Part 1 table shows the candle wax has a mass of 18 g and a volume of 20 cm³. The passage defines density as "the mass of a substance divided by its volume."
Step by step:
Write the formula: D = \dfrac{m}{V}.
Substitute: m = 18 g and V = 20 cm³.
Divide:
D = \frac{18\text{ g}}{20\text{ cm}^3} = 0.9\text{ g/cm}^3
Check: 0.9 is a little less than water's 1.0 g/cm³, and candles do float in water, so the answer makes sense.
The density of the candle wax is 0.9 g/cm³.
Tip: The unit tells you the order: g/cm³ means grams divided by cubic centimeters. Dividing volume by mass (20 \div 18 \approx 1.1) is the most common slip.
Explicación
Evidencia: La tabla de la Parte 1 muestra que la cera de vela tiene una masa de 18 g y un volumen de 20 cm³. El texto define la densidad como "la masa de una sustancia dividida entre su volumen".
Paso a paso:
Escribe la fórmula: D = \dfrac{m}{V}.
Sustituye: m = 18 g y V = 20 cm³.
Divide:
D = \frac{18\text{ g}}{20\text{ cm}^3} = 0.9\text{ g/cm}^3
Comprobación: 0.9 es un poco menos que el 1.0 g/cm³ del agua, y las velas sí flotan en el agua, así que la respuesta tiene sentido.
La densidad de la cera de vela es 0.9 g/cm³.
Consejo: La unidad te dice el orden: g/cm³ significa gramos divididos entre centímetros cúbicos. Dividir el volumen entre la masa (20 \div 18 \approx 1.1) es el error más común.
Ver en español
Texto: ¿Se hunde o flota?
Una clase de ciencias midió la masa y el volumen de cuatro objetos sólidos para hallar sus densidades. La densidad es la masa de una sustancia dividida entre su volumen: D = \dfrac{m}{V}. La densidad del agua es 1.0 g/cm³. Un objeto menos denso que el agua flota en ella; un objeto más denso que el agua se hunde.
Parte 1: Cuatro objetos
Objeto
Masa (g)
Volumen (cm³)
Bloque de madera
30
50
Cera de vela
18
20
Tapón de hule
33
30
Canica de vidrio
15
6
Parte 2: Un metal desconocido
Después, la clase examinó un cubo pequeño de un metal desconocido con una masa de 158 g. Para hallar su volumen, usaron el desplazamiento de agua: una probeta graduada tenía 40.0 mL de agua, y después de echar el cubo, el nivel del agua subió a 60.0 mL. (1 mL = 1 cm³.) Como la densidad es una propiedad física, toda muestra de un metal puro tiene la misma densidad. La clase comparó su resultado con esta tabla de referencia.
Metal
Densidad (g/cm³)
Aluminio
2.70
Zinc
7.14
Hierro
7.87
Plomo
11.34
Pregunta
Usando los datos de la Parte 1 y la fórmula D = \dfrac{m}{V}, ¿cuál es la densidad de la cera de vela?
_____ g/cm³
Pista
Busca la fila de la cera de vela en la tabla. ¿Qué número va arriba en la fracción?
Pregunta 2 de 36
Sink or Float?
A science class measured the mass and volume of four solid objects to find their densities. Density is the mass of a substance divided by its volume: D = \dfrac{m}{V}. The density of water is 1.0 g/cm³. An object that is less dense than water floats in it; an object that is denser than water sinks.
Part 1: Four objects
Object
Mass (g)
Volume (cm³)
Wood block
30
50
Candle wax
18
20
Rubber stopper
33
30
Glass marble
15
6
Part 2: An unknown metal
Next, the class tested a small cube of an unknown metal with a mass of 158 g. To find its volume, they used water displacement: a graduated cylinder held 40.0 mL of water, and after the cube was dropped in, the water level rose to 60.0 mL. (1 mL = 1 cm³.) Because density is a physical property, every sample of a pure metal has the same density. The class compared their result to this reference table.
Metal
Density (g/cm³)
Aluminum
2.70
Zinc
7.14
Iron
7.87
Lead
11.34
Which objects from Part 1 will float in water?
Pista
Find each object's density and compare it with the density of water, 1.0 g/cm³.
Solución paso a paso
Evidence: The passage says "The density of water is 1.0 g/cm³. An object that is less dense than water floats in it." The Part 1 table gives each object's mass and volume.
Only the wood block and the candle wax will float.
Tip: Floating depends on density (mass per volume), not on mass alone. The marble has the smallest mass but the greatest density, so it sinks.
Explicación
Evidencia: El texto dice: "La densidad del agua es 1.0 g/cm³. Un objeto menos denso que el agua flota en ella". La tabla de la Parte 1 da la masa y el volumen de cada objeto.
Paso a paso:
Bloque de madera: 30 \div 50 = 0.6 g/cm³ (menos de 1.0 → flota).
Cera de vela: 18 \div 20 = 0.9 g/cm³ (menos de 1.0 → flota).
Tapón de goma: 33 \div 30 = 1.1 g/cm³ (más de 1.0 → se hunde).
Canica de vidrio: 15 \div 6 = 2.5 g/cm³ (más de 1.0 → se hunde).
Solo el bloque de madera y la cera de vela flotarán.
Consejo: Flotar depende de la densidad (masa por volumen), no solo de la masa. La canica tiene la menor masa, pero la mayor densidad, así que se hunde.
Ver en español
Texto: ¿Se hunde o flota?
Una clase de ciencias midió la masa y el volumen de cuatro objetos sólidos para hallar sus densidades. La densidad es la masa de una sustancia dividida entre su volumen: D = \dfrac{m}{V}. La densidad del agua es 1.0 g/cm³. Un objeto menos denso que el agua flota en ella; un objeto más denso que el agua se hunde.
Parte 1: Cuatro objetos
Objeto
Masa (g)
Volumen (cm³)
Bloque de madera
30
50
Cera de vela
18
20
Tapón de hule
33
30
Canica de vidrio
15
6
Parte 2: Un metal desconocido
Después, la clase examinó un cubo pequeño de un metal desconocido con una masa de 158 g. Para hallar su volumen, usaron el desplazamiento de agua: una probeta graduada tenía 40.0 mL de agua, y después de echar el cubo, el nivel del agua subió a 60.0 mL. (1 mL = 1 cm³.) Como la densidad es una propiedad física, toda muestra de un metal puro tiene la misma densidad. La clase comparó su resultado con esta tabla de referencia.
Metal
Densidad (g/cm³)
Aluminio
2.70
Zinc
7.14
Hierro
7.87
Plomo
11.34
Pregunta
¿Qué objetos de la Parte 1 flotarán en el agua?
Opciones
A. Solo el bloque de madera
B. El bloque de madera, la cera de vela y el tapón de hule
C. El bloque de madera y la cera de vela
D. La canica de vidrio y la cera de vela
Pista
Halla la densidad de cada objeto y compárala con la densidad del agua, 1.0 g/cm³.
Pregunta 3 de 36
Where Did the Mass Go?
A student mixed vinegar and baking soda, two substances that react to produce carbon dioxide gas, water and a dissolved salt. She ran the reaction twice, measuring the total mass of everything on a balance before and after.
Trial 1 (open flask): She placed a flask of vinegar and a small cup of baking soda on the balance: 250.0 g in total. She poured the baking soda into the flask. The mixture fizzed and bubbled for a minute. When the bubbling stopped, the balance read 247.8 g.
Trial 2 (sealed flask): She repeated the experiment with the same amounts, but this time she stretched a balloon over the mouth of the flask before tipping the baking soda in from inside the balloon. The total mass, including the balloon, was 252.0 g before. The mixture fizzed and the balloon inflated. When the bubbling stopped, the balance still read 252.0 g.
The law of conservation of mass states that in a chemical reaction, matter is neither created nor destroyed: the total mass of the products equals the total mass of the reactants.
Based on Trial 1, what mass of carbon dioxide gas escaped from the open flask?
Pista
Compare the total mass before the reaction with the total mass after it.
Solución paso a paso
Evidence: Trial 1 began at "250.0 g in total," and "when the bubbling stopped, the balance read 247.8 g."
Step by step:
By the law of conservation of mass, the products weigh the same as the reactants, so any mass missing from the balance must have left the flask.
The flask was open and the mixture "fizzed and bubbled," so carbon dioxide gas escaped into the room.
Missing mass: 250.0 - 247.8 = 2.2 g.
About 2.2 g of carbon dioxide escaped.
Tip: When an open container loses mass during a reaction that makes bubbles, the lost mass equals the gas that escaped. Subtract after from before.
Explicación
Evidencia: La prueba 1 empezó con "250.0 g en total" y "cuando dejó de burbujear, la balanza marcaba 247.8 g".
Paso a paso:
Según la ley de la conservación de la masa, los productos pesan lo mismo que los reactivos, así que cualquier masa que falte en la balanza tuvo que salir del matraz.
El matraz estaba abierto y la mezcla "hizo espuma y burbujeó", así que el dióxido de carbono gaseoso se escapó al cuarto.
Masa que falta: 250.0 - 247.8 = 2.2 g.
Se escaparon unos 2.2 g de dióxido de carbono.
Consejo: Cuando un recipiente abierto pierde masa durante una reacción que forma burbujas, la masa perdida es igual al gas que se escapó. Resta el después del antes.
Ver en español
Texto: ¿A dónde se fue la masa?
Una estudiante mezcló vinagre y bicarbonato de sodio, dos sustancias que reaccionan y producen dióxido de carbono gaseoso, agua y una sal disuelta. Hizo la reacción dos veces y midió en una balanza la masa total de todo antes y después.
Prueba 1 (matraz abierto): Puso en la balanza un matraz con vinagre y un vasito con bicarbonato: 250.0 g en total. Echó el bicarbonato en el matraz. La mezcla burbujeó y espumó durante un minuto. Cuando dejó de burbujear, la balanza marcaba 247.8 g.
Prueba 2 (matraz sellado): Repitió el experimento con las mismas cantidades, pero esta vez estiró un globo sobre la boca del matraz antes de dejar caer el bicarbonato desde dentro del globo. La masa total, incluido el globo, era de 252.0 g antes. La mezcla burbujeó y el globo se infló. Cuando dejó de burbujear, la balanza seguía marcando 252.0 g.
La ley de conservación de la masa dice que en una reacción química la materia no se crea ni se destruye: la masa total de los productos es igual a la masa total de los reactivos.
Pregunta
Según la Prueba 1, ¿qué masa de dióxido de carbono gaseoso se escapó del matraz abierto?
Opciones
A. 0 g
B. 247.8 g
C. 4.2 g
D. 2.2 g
Pista
Compara la masa total antes de la reacción con la masa total después.
Pregunta 4 de 36
CompletarA Tower of Liquids
A student measured the mass and volume of four household liquids. Then she slowly and carefully poured the samples, one at a time, into a tall clear cylinder. The liquids did not mix right away and formed four separate layers. A liquid that is less dense floats on top of a liquid that is denser.
Liquid
Mass (g)
Volume (mL)
Honey
28.4
20.0
Dish soap
31.8
30.0
Water
40.0
40.0
Vegetable oil
23.0
25.0
Density is mass divided by volume: D = \dfrac{m}{V}. (1 mL = 1 cm³.)
The student wants to know whether dish soap is denser than water. From the mass and volume in the table, calculate the density of the dish soap.
g/mL
Escribe tu respuesta en el recuadro. Puedes usar fracciones como 3/4.
Pista
Divide the dish soap's mass by its volume.
Solución paso a paso
Evidence: The table lists dish soap with a mass of 31.8 g and a volume of 30.0 mL. The passage gives D = \dfrac{m}{V}.
Step by step:
Mass on top, volume on the bottom:
D = \frac{31.8\text{ g}}{30.0\text{ mL}} = 1.06\text{ g/mL}
The units are grams per milliliter, which is the same as g/cm³ because 1 mL = 1 cm³.
The dish soap's density is 1.06 g/mL.
Check: Dish soap's mass (31.8 g) is a bit more than its volume (30.0 mL), so its density should be a bit more than 1. ✓ Dividing the other way gives 0.94, which would wrongly suggest soap floats on water.
Tip: A quick reality check for density: if the mass number is bigger than the volume number, the density is greater than 1 (denser than water).
Explicación
Evidencia: La tabla da para el jabón para trastes una masa de 31.8 g y un volumen de 30.0 mL. El texto da D = \dfrac{m}{V}.
Paso a paso:
La masa va arriba y el volumen abajo:
D = \frac{31.8\text{ g}}{30.0\text{ mL}} = 1.06\text{ g/mL}
Las unidades son gramos por mililitro, que es lo mismo que g/cm³ porque 1 mL = 1 cm³.
La densidad del jabón para trastes es de 1.06 g/mL.
Comprobación: La masa del jabón (31.8 g) es un poco mayor que su volumen (30.0 mL), así que su densidad debe ser un poco mayor que 1. ✓ Si divides al revés obtienes 0.94, lo que haría pensar por error que el jabón flota sobre el agua.
Consejo: Una forma rápida de revisar la densidad: si el número de la masa es mayor que el número del volumen, la densidad es mayor que 1 (más denso que el agua).
Ver en español
Texto: Una torre de líquidos
Una estudiante midió la masa y el volumen de cuatro líquidos de la casa. Luego echó las muestras despacio y con cuidado, una por una, en un cilindro alto y transparente. Los líquidos no se mezclaron de inmediato y formaron cuatro capas separadas. Un líquido menos denso flota encima de un líquido más denso.
Líquido
Masa (g)
Volumen (mL)
Miel
28.4
20.0
Jabón para trastes
31.8
30.0
Agua
40.0
40.0
Aceite vegetal
23.0
25.0
La densidad es la masa dividida entre el volumen: D = \dfrac{m}{V}. (1 mL = 1 cm³.)
Pregunta
La estudiante quiere saber si el jabón para trastes es más denso que el agua. Con la masa y el volumen de la tabla, calcula la densidad del jabón para trastes.
_____ g/mL
Pista
Divide la masa del jabón para trastes entre su volumen.
Pregunta 5 de 36
Making Rock Candy
Rock candy is made by dissolving as much table sugar (sucrose) as possible in hot water and then letting the solution cool slowly. As the solution cools, sugar crystals grow on a string or stick. The graph shows the greatest mass of sugar that can dissolve in 100 g of water at different temperatures.
Solubility of sugar in water
A solution that holds the greatest possible amount of dissolved sugar at its temperature is saturated; any extra sugar stays undissolved as solid. A solution that holds less than that amount is unsaturated.
A rock-candy recipe calls for water heated to 60 °C. Use the graph to find how many grams of sugar will dissolve in 100 g of water at that temperature before the solution becomes saturated.
Pista
Find 60 °C on the horizontal axis, go straight up to the line, then across to the vertical axis.
Solución paso a paso
Evidence: The graph shows the solubility of sugar at 60 °C as 287 g per 100 g of water. The passage says the graph shows "the greatest mass of sugar that can dissolve in 100 g of water at different temperatures."
Step by step:
Find 60 °C on the x-axis (water temperature).
Move straight up to the plotted line. The data point is just below the 300 g gridline.
Read across to the y-axis: about 287 g.
Do not confuse this with neighboring points: 238 g at 40 °C and 362 g at 80 °C.
About 287 g of sugar can dissolve at 60 °C.
Check: 287 g lies between the 40 °C value (238 g) and the 80 °C value (362 g), as expected because the curve rises steadily.
Tip: When reading a graph, say the axis labels aloud: x is temperature, y is grams dissolved. That prevents reading the wrong axis.
Explicación
Evidencia: La gráfica muestra que la solubilidad del azúcar a 60 °C es de 287 g por cada 100 g de agua. El texto dice que la gráfica muestra "la mayor masa de azúcar que se puede disolver en 100 g de agua a distintas temperaturas".
Paso a paso:
Busca 60 °C en el eje x (x-axis), la temperatura del agua.
Sube en línea recta hasta la línea de la gráfica. El punto está justo debajo de la línea de cuadrícula de 300 g.
Lee hacia el eje y (y-axis): unos 287 g.
No lo confundas con los puntos vecinos: 238 g a 40 °C y 362 g a 80 °C.
Se pueden disolver unos 287 g de azúcar a 60 °C.
Comprobación: 287 g está entre el valor de 40 °C (238 g) y el de 80 °C (362 g), como se espera, porque la curva sube de forma constante.
Consejo: Cuando leas una gráfica, di en voz alta qué muestra cada eje: x es la temperatura, y son los gramos disueltos. Así evitas leer el eje equivocado.
Ver en español
Texto: Cómo hacer caramelo de cristal
El caramelo de cristal se hace disolviendo la mayor cantidad posible de azúcar de mesa (sacarosa) en agua caliente y luego dejando que la solución se enfríe despacio. A medida que la solución se enfría, crecen cristales de azúcar en un hilo o un palito. La gráfica muestra la mayor masa de azúcar que se puede disolver en 100 g de agua a distintas temperaturas.
Una solución que contiene la mayor cantidad posible de azúcar disuelta a su temperatura está saturada; el azúcar que sobra queda sin disolver, en forma sólida. Una solución que contiene menos de esa cantidad está no saturada.
Pregunta
Una receta de caramelo de cristal pide agua calentada a 60 °C. Usa la gráfica para hallar cuántos gramos de azúcar se disolverán en 100 g de agua a esa temperatura antes de que la solución quede saturada.
Opciones
A. 60 g
B. 238 g
C. 287 g
D. 362 g
Pista
Busca 60 °C en el eje horizontal, sube en línea recta hasta la línea y luego sigue hacia el lado hasta el eje vertical.
Pregunta 6 de 36
Testing Garden Soil
Different plants grow best in soil with different pH values. A community garden posted this chart for its members.
Plant
Soil pH the plant prefers
Blueberries
4.5 to 5.5
Potatoes
5.0 to 6.0
Tomatoes
6.0 to 6.8
Asparagus
6.5 to 7.5
Lilacs
7.0 to 8.0
A pH of 7 is neutral; a pH below 7 is acidic and a pH above 7 is basic. The pH scale is logarithmic: each drop of one pH unit means the soil is 10 times more acidic. Garden lime (calcium carbonate) is a base, so mixing it into soil neutralizes some of the acid and raises the pH. Garden sulfur slowly forms an acid in moist soil and lowers the pH.
Ana tested the soil in her plot. Its pH was 4.8.
Which statement about Ana's soil is correct?
Pista
Compare 4.8 with 7, then check which plant's range includes 4.8.
Solución paso a paso
Evidence: The passage says "a pH below 7 is acidic" and that Ana's soil pH "was 4.8." The chart lists blueberries at "4.5 to 5.5" and potatoes at "5.0 to 6.0."
Step by step:
Classify:4.8 < 7, so the soil is acidic, not basic or neutral.
Match a plant: 4.8 is inside the blueberry range (4.5 to 5.5). It is just below the potato range, which starts at 5.0, and far below tomatoes (6.0 to 6.8) and lilacs (7.0 to 8.0).
The answer is The soil is acidic, and it suits blueberries without any change.
Check: Blueberries are well known as acid-loving plants, which fits.
Tip: On the pH scale, low numbers are acidic, 7 is neutral and high numbers are basic. A lower number means more acidic, not less.
Explicación
Evidencia: El texto dice que "un pH menor que 7 es ácido" y que el pH de la tierra de Ana "era de 4.8". La tabla da para los arándanos "4.5 a 5.5" y para las papas "5.0 a 6.0".
Paso a paso:
Clasifica:4.8 < 7, así que la tierra es ácida, no básica ni neutra.
Busca una planta que coincida: 4.8 está dentro del rango de los arándanos (4.5 a 5.5). Está justo debajo del rango de las papas, que empieza en 5.0, y muy por debajo de los tomates (6.0 a 6.8) y las lilas (7.0 a 8.0).
La respuesta es La tierra es ácida y sirve para arándanos sin ningún cambio.
Comprobación: Los arándanos son conocidos como plantas que prefieren la tierra ácida, lo cual coincide.
Consejo: En la escala de pH, los números bajos son ácidos, el 7 es neutro y los números altos son básicos. Un número más bajo significa más ácido, no menos.
Ver en español
Texto: Análisis de la tierra de un huerto
Distintas plantas crecen mejor en tierra con distintos valores de pH. Un huerto comunitario publicó esta tabla para sus miembros.
Planta
pH de la tierra que prefiere la planta
Arándanos
4.5 a 5.5
Papas
5.0 a 6.0
Tomates
6.0 a 6.8
Espárragos
6.5 a 7.5
Lilas
7.0 a 8.0
Un pH de 7 es neutro; un pH menor que 7 es ácido y un pH mayor que 7 es básico. La escala de pH es logarítmica: cada vez que el pH baja una unidad, la tierra es 10 veces más ácida. La cal agrícola (carbonato de calcio) es una base, así que al mezclarla con la tierra neutraliza parte del ácido y sube el pH. El azufre agrícola forma poco a poco un ácido en la tierra húmeda y baja el pH.
Ana analizó la tierra de su parcela. Su pH era de 4.8.
Pregunta
¿Qué enunciado sobre la tierra de Ana es correcto?
Opciones
A. La tierra es básica, y sirve para las lilas sin ningún cambio.
B. La tierra es ácida, y sirve para las papas sin ningún cambio.
C. La tierra es neutra, y sirve para los tomates sin ningún cambio.
D. La tierra es ácida, y sirve para los arándanos sin ningún cambio.
Pista
Compara 4.8 con 7 y luego revisa qué planta tiene un rango que incluye 4.8.
Pregunta 7 de 36
Where Did the Mass Go?
A student mixed vinegar and baking soda, two substances that react to produce carbon dioxide gas, water and a dissolved salt. She ran the reaction twice, measuring the total mass of everything on a balance before and after.
Trial 1 (open flask): She placed a flask of vinegar and a small cup of baking soda on the balance: 250.0 g in total. She poured the baking soda into the flask. The mixture fizzed and bubbled for a minute. When the bubbling stopped, the balance read 247.8 g.
Trial 2 (sealed flask): She repeated the experiment with the same amounts, but this time she stretched a balloon over the mouth of the flask before tipping the baking soda in from inside the balloon. The total mass, including the balloon, was 252.0 g before. The mixture fizzed and the balloon inflated. When the bubbling stopped, the balance still read 252.0 g.
The law of conservation of mass states that in a chemical reaction, matter is neither created nor destroyed: the total mass of the products equals the total mass of the reactants.
Which statement best explains the different results of Trial 1 and Trial 2?
Pista
What could leave the open flask but not the sealed one?
Solución paso a paso
Evidence: In Trial 1 (open flask) the mass dropped from 250.0 g to 247.8 g. In Trial 2 (sealed with a balloon) "the balloon inflated" and the balance "still read 252.0 g." The passage states that "matter is neither created nor destroyed."
Step by step:
Both trials used the same reaction, which produces carbon dioxide gas.
In Trial 1 the gas escaped into the air, so the balance no longer measured it.
In Trial 2 the balloon trapped the gas (that is why it inflated), so everything stayed on the balance and the mass did not change.
Together, the trials show that mass is conserved; the open flask only seemed to lose mass.
The answer is The gas produced escaped from the open flask but was trapped by the balloon, so mass was conserved in both trials.
Tip: When two trials differ in only one condition (open vs. sealed), that condition explains the difference in results.
Explicación
Evidencia: En la prueba 1 (matraz abierto), la masa bajó de 250.0 g a 247.8 g. En la prueba 2 (sellado con un globo), "el globo se infló" y la balanza "seguía marcando 252.0 g". El texto dice que "la materia no se crea ni se destruye".
Paso a paso:
Las dos pruebas usaron la misma reacción, que produce dióxido de carbono gaseoso.
En la prueba 1 el gas se escapó al aire, así que la balanza ya no lo medía.
En la prueba 2 el globo atrapó el gas (por eso se infló), así que todo se quedó en la balanza y la masa no cambió.
Juntas, las pruebas muestran que la masa se conserva; el matraz abierto solo pareció perder masa.
La respuesta es El gas producido se escapó del matraz abierto, pero el globo lo atrapó, así que la masa se conservó en las dos pruebas.
Consejo: Cuando dos pruebas se diferencian en una sola condición (abierto o sellado), esa condición explica la diferencia en los resultados.
Ver en español
Texto: ¿A dónde se fue la masa?
Una estudiante mezcló vinagre y bicarbonato de sodio, dos sustancias que reaccionan y producen dióxido de carbono gaseoso, agua y una sal disuelta. Hizo la reacción dos veces y midió en una balanza la masa total de todo antes y después.
Prueba 1 (matraz abierto): Puso en la balanza un matraz con vinagre y un vasito con bicarbonato: 250.0 g en total. Echó el bicarbonato en el matraz. La mezcla burbujeó y espumó durante un minuto. Cuando dejó de burbujear, la balanza marcaba 247.8 g.
Prueba 2 (matraz sellado): Repitió el experimento con las mismas cantidades, pero esta vez estiró un globo sobre la boca del matraz antes de dejar caer el bicarbonato desde dentro del globo. La masa total, incluido el globo, era de 252.0 g antes. La mezcla burbujeó y el globo se infló. Cuando dejó de burbujear, la balanza seguía marcando 252.0 g.
La ley de conservación de la masa dice que en una reacción química la materia no se crea ni se destruye: la masa total de los productos es igual a la masa total de los reactivos.
Pregunta
¿Qué enunciado explica mejor los resultados diferentes de la Prueba 1 y la Prueba 2?
Opciones
A. El gas producido se escapó del matraz abierto pero quedó atrapado en el globo, así que la masa se conservó en las dos pruebas.
B. En la Prueba 1 se destruyó masa porque ocurrió una reacción química.
C. El globo agregó 2.0 g a la Prueba 2, lo que compensó la masa perdida.
D. La reacción de la Prueba 2 creó masa adicional que compensó la pérdida.
Pista
¿Qué podría salir del matraz abierto pero no del sellado?
Pregunta 8 de 36
Arrastrar y soltar
Drag each change into the correct column.
Physical change
Chemical change
Toca una ficha y luego toca un recuadro para colocarla.
Pista
Ask of each change: is a new substance made, or is it the same substance in a new form?
Solución paso a paso
Evidence: A chemical change produces a new substance, often shown by gas, a color change, a new smell, light or heat. A physical change only alters size, shape or state.
Step by step:
Water boiling into steam — still \text{H}_2\text{O}, just a gas. Physical.
Salt dissolving in water — evaporate the water and the salt is left. Physical.
Glass shattering — smaller pieces of the same glass. Physical.
Iron nail rusting — iron combines with oxygen to form iron oxide, a new reddish substance. Chemical.
Milk turning sour — bacteria produce new substances (acids) with a new smell and taste. Chemical.
Baking a cake — heat causes reactions; gas forms and the batter becomes a new, solid food that cannot be "unbaked." Chemical.
Tip: Changes of state and dissolving are always physical. Do not be fooled because something "disappears" (dissolving) or because there are bubbles from boiling.
Explicación
Evidencia: Un cambio químico produce una sustancia nueva, que a menudo se nota por un gas, un cambio de color, un olor nuevo, luz o calor. Un cambio físico solo altera el tamaño, la forma o el estado.
Paso a paso:
El agua que hierve y se convierte en vapor — sigue siendo \text{H}_2\text{O}, solo que como gas. Físico.
La sal que se disuelve en agua — si evaporas el agua, queda la sal. Físico.
El vidrio que se hace añicos — pedazos más pequeños del mismo vidrio. Físico.
El clavo de hierro que se oxida — el hierro se combina con el oxígeno y forma óxido de hierro, una sustancia nueva de color rojizo. Químico.
La leche que se agria — las bacterias producen sustancias nuevas (ácidos) con un olor y un sabor nuevos. Químico.
Hornear un pastel — el calor causa reacciones; se forma gas y la masa se convierte en un alimento sólido nuevo que no se puede "deshornear". Químico.
Consejo: Los cambios de estado y la disolución siempre son físicos. No te confundas porque algo "desaparezca" (al disolverse) o porque haya burbujas al hervir.
Ver en español
Pregunta
Arrastra cada cambio a la columna correcta.
Cambio físico
Cambio químico
_____
_____
Opciones
Agua que hierve y se convierte en vapor
Sal que se disuelve en agua
Vidrio que se rompe en pedazos
Un clavo de hierro que se oxida
Leche que se agria
Hornear un pastel
Pista
Pregúntate sobre cada cambio: ¿se forma una sustancia nueva, o es la misma sustancia en otra forma?
Pregunta 9 de 36
How Temperature Affects Solubility
Solubility is the greatest amount of a substance (the solute) that can dissolve in a given amount of solvent at a given temperature. A solution holding exactly that maximum is saturated. A solution holding less than the maximum is unsaturated, so more solute can still dissolve. If a saturated solution is cooled and the solubility drops, the extra solute comes out of the solution as solid crystals.
The graph shows how many grams of two salts can dissolve in 100 g of water at different temperatures.
Solubility curves for potassium nitrate and sodium chloride
Potassium nitrate is used in fertilizers. Sodium chloride is ordinary table salt. For most solid solutes, solubility increases as the water gets warmer, but the amount of increase is very different from one substance to another.
According to the graph, what is the greatest mass of potassium nitrate that can dissolve in 100 g of water at 60 °C?
Pista
Find 60 °C on the x-axis, go straight up to the potassium nitrate line, then read across.
Solución paso a paso
Evidence: The passage says the graph shows "how many grams of two salts can dissolve in 100 g of water at different temperatures." On the potassium nitrate curve, the point at 60 °C is at 110 g.
Step by step:
Find 60 °C on the horizontal (temperature) axis.
Move straight up to the potassium nitrate curve (not the nearly flat sodium chloride line).
Read across to the vertical axis: 110 g.
Because solubility is the greatest amount that can dissolve, 110 g is the maximum at 60 °C.
The answer is 110 g.
Tip: On a graph with two lines, say the name of the line out loud before you read it. Reading the wrong line is the most common error.
Explicación
Evidencia: El texto dice que la gráfica muestra "cuántos gramos de dos sales se pueden disolver en 100 g de agua a diferentes temperaturas". En la curva del nitrato de potasio, el punto a 60 °C está en 110 g.
Paso a paso:
Busca 60 °C en el eje horizontal (temperatura).
Sube en línea recta hasta la curva del nitrato de potasio (no la línea casi plana del cloruro de sodio).
Lee hacia el eje vertical: 110 g.
Como la solubilidad es la mayor cantidad que se puede disolver, 110 g es el máximo a 60 °C.
La respuesta es 110 g.
Consejo: En una gráfica con dos líneas, di en voz alta el nombre de la línea antes de leerla. Leer la línea equivocada es el error más común.
Ver en español
Texto: Cómo afecta la temperatura a la solubilidad
La solubilidad es la mayor cantidad de una sustancia (el soluto) que se puede disolver en una cantidad dada de solvente a una temperatura dada. Una solución que contiene exactamente ese máximo está saturada. Una solución que contiene menos del máximo está no saturada, así que todavía se puede disolver más soluto. Si una solución saturada se enfría y la solubilidad baja, el soluto que sobra sale de la solución en forma de cristales sólidos.
La gráfica muestra cuántos gramos de dos sales se pueden disolver en 100 g de agua a distintas temperaturas.
El nitrato de potasio se usa en los fertilizantes. El cloruro de sodio es la sal de mesa común. En la mayoría de los solutos sólidos, la solubilidad aumenta a medida que el agua se calienta, pero cuánto aumenta es muy distinto de una sustancia a otra.
Pregunta
Según la gráfica, ¿cuál es la mayor masa de nitrato de potasio que se puede disolver en 100 g de agua a 60 °C?
Opciones
A. 37 g
B. 64 g
C. 110 g
D. 169 g
Pista
Busca 60 °C en el eje x (x-axis), sube en línea recta hasta la línea del nitrato de potasio (potassium nitrate) y luego lee hacia el lado.
Pregunta 10 de 36
How Temperature Affects Solubility
Solubility is the greatest amount of a substance (the solute) that can dissolve in a given amount of solvent at a given temperature. A solution holding exactly that maximum is saturated. A solution holding less than the maximum is unsaturated, so more solute can still dissolve. If a saturated solution is cooled and the solubility drops, the extra solute comes out of the solution as solid crystals.
The graph shows how many grams of two salts can dissolve in 100 g of water at different temperatures.
Solubility curves for potassium nitrate and sodium chloride
Potassium nitrate is used in fertilizers. Sodium chloride is ordinary table salt. For most solid solutes, solubility increases as the water gets warmer, but the amount of increase is very different from one substance to another.
A student adds 50 g of potassium nitrate to one beaker and 50 g of sodium chloride to another. Each beaker holds 100 g of water at 40 °C. She stirs both until no more will dissolve.
Which result does the graph predict?
Pista
Read each salt's solubility at 40 °C and compare it with 50 g.
Solución paso a paso
Evidence: On the graph at 40 °C, potassium nitrate's solubility is 64 g and sodium chloride's is 36 g per 100 g of water. The passage explains that a solution holding "less than the maximum is unsaturated."
Step by step:
Potassium nitrate: 50 g added, maximum 64 g. Since 50 < 64, all of it dissolves, and the solution is unsaturated (14 g more could still dissolve).
Sodium chloride: 50 g added, maximum 36 g. Only 36 g dissolves, so 50 - 36 = 14 g stays undissolved at the bottom, and the solution is saturated.
Note the trap: at 0 °C sodium chloride is more soluble than potassium nitrate, but by 40 °C the order has switched.
The answer is All of the potassium nitrate dissolves, but about 14 g of sodium chloride stays undissolved.
Tip: For "will it all dissolve?" questions, compare the amount added with the solubility at that exact temperature. More than the maximum means leftover solid.
Explicación
Evidencia: En la gráfica, a 40 °C, la solubilidad del nitrato de potasio es de 64 g y la del cloruro de sodio es de 36 g por cada 100 g de agua. El texto explica que una solución que tiene "menos del máximo es no saturada".
Paso a paso:
Nitrato de potasio: se agregan 50 g, el máximo es 64 g. Como 50 < 64, todo se disuelve, y la solución es no saturada (todavía se podrían disolver 14 g más).
Cloruro de sodio: se agregan 50 g, el máximo es 36 g. Solo se disuelven 36 g, así que 50 - 36 = 14 g quedan sin disolver en el fondo, y la solución está saturada.
Ojo con la trampa: a 0 °C el cloruro de sodio es más soluble que el nitrato de potasio, pero a 40 °C el orden ya se invirtió.
La respuesta es Todo el nitrato de potasio se disuelve, pero unos 14 g de cloruro de sodio quedan sin disolver.
Consejo: En las preguntas de "¿se disolverá todo?", compara la cantidad agregada con la solubilidad a esa temperatura exacta. Más que el máximo significa que sobra sólido.
Ver en español
Texto: Cómo afecta la temperatura a la solubilidad
La solubilidad es la mayor cantidad de una sustancia (el soluto) que se puede disolver en una cantidad dada de solvente a una temperatura dada. Una solución que contiene exactamente ese máximo está saturada. Una solución que contiene menos del máximo está no saturada, así que todavía se puede disolver más soluto. Si una solución saturada se enfría y la solubilidad baja, el soluto que sobra sale de la solución en forma de cristales sólidos.
La gráfica muestra cuántos gramos de dos sales se pueden disolver en 100 g de agua a distintas temperaturas.
El nitrato de potasio se usa en los fertilizantes. El cloruro de sodio es la sal de mesa común. En la mayoría de los solutos sólidos, la solubilidad aumenta a medida que el agua se calienta, pero cuánto aumenta es muy distinto de una sustancia a otra.
Pregunta
Una estudiante agrega 50 g de nitrato de potasio a un vaso de precipitados y 50 g de cloruro de sodio a otro. Cada vaso tiene 100 g de agua a 40 °C. Revuelve los dos hasta que ya no se disuelva más.
¿Qué resultado predice la gráfica?
Opciones
A. Las dos sales se disuelven por completo.
B. Todo el nitrato de potasio se disuelve, pero unos 14 g de cloruro de sodio quedan sin disolver.
C. Todo el cloruro de sodio se disuelve, pero algo de nitrato de potasio queda sin disolver.
D. Ninguna de las dos sales se disuelve por completo.
Pista
Lee la solubilidad de cada sal a 40 °C y compárala con 50 g.
Pregunta 11 de 36
Zona activaThe pH Scale
The pH scale measures how acidic or basic a water solution is. It runs from 0 to 14. A pH of 7 is neutral. Solutions with a pH below 7 are acids, and solutions with a pH above 7 are bases. Acids taste sour and contain many hydrogen ions (H⁺); bases taste bitter, feel slippery and contain many hydroxide ions (OH⁻).
pH of common household substances
The pH scale is logarithmic: each change of one pH unit means a tenfold change in acidity. A solution with a pH of 4 has 10 times the hydrogen ion concentration of a solution with a pH of 5, and 100 times that of a solution with a pH of 6. When an acid and a base are mixed, they neutralize each other, and the pH of the mixture moves toward 7.
On the pH scale, click the substance that is 100 times less acidic than black coffee.
Haz clic en la figura para marcar tu respuesta (o selecciónala y usa las flechas del teclado).
Pista
Each pH unit is a factor of 10. How many pH units make a factor of 100? Which direction is less acidic?
Solución paso a paso
Evidence: The diagram shows black coffee at about pH 5. The passage explains that "each change of one pH unit means a tenfold change in acidity."
Step by step:
100 times = 10 \times 10, so you need a change of 2 pH units.
"Less acidic" means moving up the scale, toward 7 and beyond.
5 + 2 = 7. The substance at pH 7 is pure water.
Traps: vinegar (pH 3) is 2 units in the wrong direction (100 times more acidic); baking soda solution (pH 9) is 4 units away, a factor of 10,000.
The answer is pure water.
Tip: First count the pH steps (10^{\text{steps}}), then pick the direction: lower pH = more acidic, higher pH = less acidic.
Explicación
Evidencia: El diagrama muestra el café negro (black coffee) a un pH de aproximadamente 5. El texto explica que "cada cambio de una unidad de pH significa un cambio de diez veces en la acidez".
Paso a paso:
100 veces = 10 \times 10, así que necesitas un cambio de 2 unidades de pH.
"Menos ácida" significa subir por la escala, hacia el 7 y más allá.
5 + 2 = 7. La sustancia con pH 7 es el agua pura (pure water).
Trampas: el vinagre (vinegar, pH 3) está 2 unidades en el sentido equivocado (100 veces más ácido); la solución de bicarbonato de sodio (baking soda solution, pH 9) está a 4 unidades, un factor de 10,000.
La respuesta es el agua pura.
Consejo: Primero cuenta los pasos de pH (10^{\text{pasos}}) y luego elige el sentido: pH más bajo = más ácido, pH más alto = menos ácido.
Ver en español
Texto: La escala de pH
La escala de pH mide qué tan ácida o básica es una solución acuosa. Va de 0 a 14. Un pH de 7 es neutro. Las soluciones con un pH menor que 7 son ácidos, y las soluciones con un pH mayor que 7 son bases. Los ácidos tienen sabor agrio y contienen muchos iones de hidrógeno (H⁺); las bases tienen sabor amargo, se sienten resbalosas y contienen muchos iones de hidróxido (OH⁻).
La escala de pH es logarítmica: cada cambio de una unidad de pH significa un cambio de diez veces en la acidez. Una solución con un pH de 4 tiene 10 veces la concentración de iones de hidrógeno de una solución con un pH de 5, y 100 veces la de una solución con un pH de 6. Cuando se mezclan un ácido y una base, se neutralizan entre sí, y el pH de la mezcla se acerca a 7.
Pregunta
En la escala de pH, haz clic en la sustancia que es 100 veces menos ácida que el café negro (black coffee).
Pista
Cada unidad de pH es un factor de 10. ¿Cuántas unidades de pH forman un factor de 100? ¿Hacia qué lado es menos ácido?
Pregunta 12 de 36
The pH Scale
The pH scale measures how acidic or basic a water solution is. It runs from 0 to 14. A pH of 7 is neutral. Solutions with a pH below 7 are acids, and solutions with a pH above 7 are bases. Acids taste sour and contain many hydrogen ions (H⁺); bases taste bitter, feel slippery and contain many hydroxide ions (OH⁻).
pH of common household substances
The pH scale is logarithmic: each change of one pH unit means a tenfold change in acidity. A solution with a pH of 4 has 10 times the hydrogen ion concentration of a solution with a pH of 5, and 100 times that of a solution with a pH of 6. When an acid and a base are mixed, they neutralize each other, and the pH of the mixture moves toward 7.
Based on the passage and the diagram, how does the acidity of lemon juice compare with the acidity of black coffee?
Pista
Find the pH of each. Each step of one pH unit is a factor of 10.
Solución paso a paso
Evidence: The diagram shows lemon juice at about pH 2 and black coffee at about pH 5. The passage says "each change of one pH unit means a tenfold change in acidity."
Step by step:
Difference in pH: 5 - 2 = 3 units.
Each unit is a factor of 10, so three units is
10 \times 10 \times 10 = 10^3 = 1{,}000
Lemon juice has the lower pH, so it is the more acidic one.
Lemon juice is about 1,000 times more acidic than black coffee.
Tip: On logarithmic scales (pH, earthquake magnitude, decibels), never just subtract the numbers. Turn the difference into a power of 10.
Explicación
Evidencia: El diagrama muestra el jugo de limón a un pH de aproximadamente 2 y el café negro a un pH de aproximadamente 5. El texto dice que "cada cambio de una unidad de pH significa un cambio de diez veces en la acidez".
Paso a paso:
Diferencia de pH: 5 - 2 = 3 unidades.
Cada unidad es un factor de 10, así que tres unidades son
10 \times 10 \times 10 = 10^3 = 1{,}000
El jugo de limón tiene el pH más bajo, así que es el más ácido.
El jugo de limón es aproximadamente 1,000 veces más ácido que el café negro.
Consejo: En las escalas logarítmicas (pH, magnitud de terremotos, decibeles), nunca restes solo los números. Convierte la diferencia en una potencia de 10.
Ver en español
Texto: La escala de pH
La escala de pH mide qué tan ácida o básica es una solución acuosa. Va de 0 a 14. Un pH de 7 es neutro. Las soluciones con un pH menor que 7 son ácidos, y las soluciones con un pH mayor que 7 son bases. Los ácidos tienen sabor agrio y contienen muchos iones de hidrógeno (H⁺); las bases tienen sabor amargo, se sienten resbalosas y contienen muchos iones de hidróxido (OH⁻).
La escala de pH es logarítmica: cada cambio de una unidad de pH significa un cambio de diez veces en la acidez. Una solución con un pH de 4 tiene 10 veces la concentración de iones de hidrógeno de una solución con un pH de 5, y 100 veces la de una solución con un pH de 6. Cuando se mezclan un ácido y una base, se neutralizan entre sí, y el pH de la mezcla se acerca a 7.
Pregunta
Según el texto y el diagrama, ¿cómo se compara la acidez del jugo de limón con la acidez del café negro?
Opciones
A. Unas 3 veces más ácido
B. Unas 1,000 veces más ácido
C. Unas 100 veces más ácido
D. Unas 1,000 veces menos ácido
Pista
Halla el pH de cada uno. Cada paso de una unidad de pH es un factor de 10.
Pregunta 13 de 36
Burning Steel Wool
A teacher placed a fluffy pad of steel wool, which is made of thin strands of iron, in a heat-proof dish on an electronic balance. The dish and steel wool together had a mass of 30.0 g. She touched a battery to the steel wool. The strands glowed orange as they burned, and the gray metal turned dark and brittle. After the dish cooled, the balance read 31.6 g. No pieces fell out of the dish.
During burning, the iron combined with oxygen gas from the surrounding air to form a new substance, iron oxide:
The law of conservation of mass states that in a chemical reaction, the total mass of the products equals the total mass of the reactants.
Based on the passage, what mass of oxygen from the air combined with the iron?
Pista
Nothing fell out of the dish. The only thing that could have joined the dish is oxygen from the air.
Solución paso a paso
Evidence: The passage says the dish and steel wool started at "30.0 g," and after burning "the balance read 31.6 g." It also says "the iron combined with oxygen gas from the surrounding air" and "No pieces fell out of the dish."
Step by step:
The extra mass on the balance came from something added: oxygen from the air that became part of the iron oxide.
Subtract the starting mass from the final mass:
31.6\text{ g} - 30.0\text{ g} = 1.6\text{ g}
About 1.6 g of oxygen combined with the iron.
Check: Conservation of mass still holds: mass of iron + mass of oxygen (1.6 g) = mass of iron oxide. The balance just did not "see" the oxygen at the start because it was in the air, not in the dish.
Tip: When a product gains mass in an open container, look for a reactant that came from the air (usually oxygen). When it loses mass, look for a gas that escaped.
Explicación
Evidencia: El texto dice que el plato y la lana de acero empezaron con "30.0 g", y que después de quemarse "la balanza marcaba 31.6 g". También dice que "el hierro se combinó con el oxígeno gaseoso del aire que lo rodeaba" y que "No se cayó ningún pedazo del plato".
Paso a paso:
La masa extra en la balanza vino de algo que se agregó: oxígeno del aire que pasó a formar parte del óxido de hierro.
Resta la masa inicial de la masa final:
31.6\text{ g} - 30.0\text{ g} = 1.6\text{ g}
Unos 1.6 g de oxígeno se combinaron con el hierro.
Comprobación: La conservación de la masa se sigue cumpliendo: masa de hierro + masa de oxígeno (1.6 g) = masa de óxido de hierro. Al principio la balanza simplemente no "veía" el oxígeno, porque estaba en el aire y no en el plato.
Consejo: Cuando un producto gana masa en un recipiente abierto, busca un reactivo que vino del aire (por lo general, oxígeno). Cuando pierde masa, busca un gas que se escapó.
Ver en español
Texto: Quemar lana de acero
Una maestra colocó una almohadilla esponjosa de lana de acero, que está hecha de hilos delgados de hierro, en un plato resistente al calor sobre una balanza electrónica. El plato y la lana de acero juntos tenían una masa de 30.0 g. Tocó la lana de acero con una batería. Los hilos brillaron de color anaranjado mientras se quemaban, y el metal gris se volvió oscuro y quebradizo. Cuando el plato se enfrió, la balanza marcaba 31.6 g. No se cayó ningún pedazo del plato.
Al quemarse, el hierro se combinó con el oxígeno gaseoso del aire que lo rodeaba y formó una sustancia nueva, el óxido de hierro:
\text{hierro} + \text{oxígeno} \rightarrow \text{óxido de hierro}
La ley de conservación de la masa dice que en una reacción química la masa total de los productos es igual a la masa total de los reactivos.
Pregunta
Según el texto, ¿qué masa de oxígeno del aire se combinó con el hierro?
Opciones
A. 1.6 g
B. 30.0 g
C. 31.6 g
D. 61.6 g
Pista
No se cayó nada del plato. Lo único que pudo agregarse al plato es el oxígeno del aire.
Pregunta 14 de 36
Zona activaHeating Ice to Steam
A student placed 100 g of ice at −20 °C in a covered container on a hot plate. The hot plate delivered thermal energy at a steady rate the whole time. A sensor recorded the temperature until all of the water had turned to steam and the steam reached 120 °C. The graph is divided into segments A through E.
Heating curve of water
At normal air pressure, pure water melts at 0 °C and boils at 100 °C. A substance can be a solid, a liquid or a gas, and it can also be changing from one of these states to another.
Click the segment of the graph during which the ice is melting.
Haz clic en la figura para marcar tu respuesta (o selecciónala y usa las flechas del teclado).
Pista
Melting happens at one temperature. Look for a flat part of the graph at the melting point of water.
Solución paso a paso
Evidence: The passage says "pure water melts at 0 °C and boils at 100 °C." The graph shows segment B as a flat line at 0 °C from 1 min to 9 min.
Step by step:
Segment A (−20 °C to 0 °C): solid ice is warming up. Its temperature rises, but it has not started to melt.
Segment B (flat at 0 °C): the ice is turning into liquid water. The temperature stays at the melting point until all the ice has melted.
Segment C (0 °C to 100 °C): liquid water warming.
Segment D (flat at 100 °C): boiling, liquid turning into steam.
Segment E (100 °C to 120 °C): steam warming.
The answer is segment B.
Check: Segment D is also flat, but at 100 °C, which is boiling, not melting.
Tip: On a heating curve, flat parts = changes of state; sloped parts = one state warming up. The temperature of a flat part tells you which change it is.
Explicación
Evidencia: El texto dice que "el agua pura se derrite a 0 °C y hierve a 100 °C". La gráfica muestra el tramo B como una línea plana a 0 °C del minuto 1 al minuto 9.
Paso a paso:
Tramo A (de −20 °C a 0 °C): el hielo sólido se está calentando. Su temperatura sube, pero todavía no empieza a derretirse.
Tramo B (plano a 0 °C): el hielo se está convirtiendo en agua líquida. La temperatura se queda en el punto de fusión hasta que todo el hielo se derrite.
Tramo C (de 0 °C a 100 °C): el agua líquida se calienta.
Tramo D (plano a 100 °C): ebullición; el líquido se convierte en vapor.
Tramo E (de 100 °C a 120 °C): el vapor se calienta.
La respuesta es el tramo B.
Comprobación: El tramo D también es plano, pero está a 100 °C, que es la ebullición, no la fusión.
Consejo: En una curva de calentamiento, las partes planas = cambios de estado; las partes inclinadas = un estado que se calienta. La temperatura de una parte plana te dice de qué cambio se trata.
Ver en español
Texto: Calentar hielo hasta convertirlo en vapor
Un estudiante puso 100 g de hielo a −20 °C en un recipiente tapado sobre una parrilla eléctrica. La parrilla entregó energía térmica a un ritmo constante todo el tiempo. Un sensor registró la temperatura hasta que toda el agua se convirtió en vapor y el vapor llegó a 120 °C. La gráfica está dividida en los tramos A a E.
A la presión atmosférica normal, el agua pura se derrite a 0 °C y hierve a 100 °C. Una sustancia puede ser un sólido, un líquido o un gas, y también puede estar cambiando de uno de estos estados a otro.
Pregunta
Haz clic en el tramo de la gráfica durante el cual el hielo se está derritiendo.
Pista
La fusión ocurre a una sola temperatura. Busca una parte plana de la gráfica en el punto de fusión del agua.
Pregunta 15 de 36
An instant cold pack has a small pouch of water inside a bag of solid ammonium nitrate. When the pack is squeezed, the pouch breaks and the solid dissolves in the water. Within seconds, the pack feels very cold, and an athlete places it on a sprained ankle.
Which statement best describes what happens?
Pista
Cold is not a substance that flows. Ask: is thermal energy moving into the pack or out of it?
Solución paso a paso
Evidence: The stem says that after the solid dissolves, "the pack feels very cold." A temperature drop in the pack means thermal energy is leaving its surroundings (your skin, the ankle) and going into the pack.
Step by step:
An exothermic process releases thermal energy to its surroundings, which feel warmer (like a hand warmer or a campfire).
An endothermic process absorbs thermal energy from its surroundings, which feel colder.
The cold pack takes in thermal energy from the ankle, so the ankle cools. The process is endothermic.
"Cold" does not flow out of the pack. Thermal energy always moves from warmer objects (the ankle) to cooler ones (the pack).
The answer is The process is endothermic: it absorbs thermal energy from the surroundings, such as the ankle.
Check: The swelling goes down because the ankle loses thermal energy to the pack, exactly what an endothermic process predicts.
Tip: Exo = exit (energy leaves, surroundings warm up). Endo = enter (energy goes in, surroundings cool down).
Explicación
Evidencia: El enunciado dice que, después de que el sólido se disuelve, "la compresa se siente muy fría". Si la temperatura de la compresa baja, significa que la energía térmica sale de lo que la rodea (tu piel, el tobillo) y entra a la compresa.
Paso a paso:
Un proceso exotérmico libera energía térmica hacia lo que lo rodea, que se siente más caliente (como un calentador de manos o una fogata).
Un proceso endotérmico absorbe energía térmica de lo que lo rodea, que se siente más frío.
La compresa fría toma energía térmica del tobillo, así que el tobillo se enfría. El proceso es endotérmico.
El "frío" no sale de la compresa. La energía térmica siempre va de los objetos más calientes (el tobillo) a los más fríos (la compresa).
La respuesta es El proceso es endotérmico: absorbe energía térmica de lo que lo rodea, como el tobillo.
Comprobación: La hinchazón baja porque el tobillo pierde energía térmica hacia la compresa, justo lo que predice un proceso endotérmico.
Consejo: Exo = sale (la energía sale y lo que está alrededor se calienta). Endo = entra (la energía entra y lo que está alrededor se enfría).
Ver en español
Pregunta
Una compresa fría instantánea tiene una bolsita de agua dentro de una bolsa con nitrato de amonio sólido. Cuando se aprieta la compresa, la bolsita se rompe y el sólido se disuelve en el agua. En segundos, la compresa se siente muy fría, y un atleta se la pone en un tobillo torcido.
¿Qué enunciado describe mejor lo que ocurre?
Opciones
A. El proceso es exotérmico: libera frío hacia los alrededores.
B. El proceso es endotérmico: absorbe energía térmica de los alrededores, como el tobillo.
C. El proceso es exotérmico: libera energía térmica hacia el tobillo.
D. No se transfiere energía; disolver solo convierte el sólido en un líquido.
Pista
El frío no es una sustancia que fluye. Pregúntate: ¿la energía térmica entra en la compresa o sale de ella?
Pregunta 16 de 36
Varias respuestas
A product label lists six facts about a metal used in outdoor railings. Which facts describe chemical properties of the metal? Select all that apply.
Selecciona todas las opciones correctas.
Pista
A chemical property can only be observed when the substance changes into a different substance.
Solución paso a paso
Evidence: A chemical property describes how a substance can react to form new substances. A physical property can be observed or measured without changing what the substance is.
Step by step:
Reacts with hydrochloric acid to give off hydrogen gas: a new substance (hydrogen) forms. Chemical.
Has a density of 7.9 g/cm³: measured with a balance and a ruler or cylinder; the metal stays the same. Physical.
Rusts when left in damp air: iron combines with oxygen and water to form rust, a new substance. Chemical.
Melts at 1,538 °C: melting changes the state, not the substance. Physical.
Does not burn when heated in a flame: flammability (or the lack of it) describes whether a substance reacts with oxygen, so it is a chemical property.
Is shiny and silver-gray: observed by looking. Physical.
The chemical properties are A, C and E.
Check: For each fact, ask "Would I have to make a new substance to observe this?" Only A, C and E say yes (or describe whether a reaction happens).
Tip: Words like reacts, rusts, burns, flammable, tarnishes, decomposes signal chemical properties. Words like color, density, melting point, shiny, hardness signal physical properties.
Explicación
Evidencia: Una propiedad química describe cómo una sustancia puede reaccionar para formar sustancias nuevas. Una propiedad física se puede observar o medir sin cambiar lo que es la sustancia.
Paso a paso:
Reacciona con ácido clorhídrico y libera hidrógeno gaseoso: se forma una sustancia nueva (hidrógeno). Química.
Tiene una densidad de 7.9 g/cm³: se mide con una balanza y una regla o un cilindro; el metal sigue igual. Física.
Se oxida si se deja en aire húmedo: el hierro se combina con oxígeno y agua y forma óxido, una sustancia nueva. Química.
Se derrite a 1,538 °C: derretirse cambia el estado, no la sustancia. Física.
No se quema al calentarlo en una llama: la inflamabilidad (o la falta de ella) describe si una sustancia reacciona con el oxígeno, así que es una propiedad química.
Es brillante y de color gris plateado: se observa con la vista. Física.
Las propiedades químicas son A, C y E.
Comprobación: Para cada dato, pregúntate: "¿Tendría que formar una sustancia nueva para observar esto?". Solo A, C y E dicen que sí (o describen si ocurre una reacción).
Consejo: Palabras como reacciona, se oxida, se quema, inflamable, se opaca, se descompone indican propiedades químicas. Palabras como color, densidad, punto de fusión, brillante, dureza indican propiedades físicas.
Ver en español
Pregunta
La etiqueta de un producto presenta seis datos sobre un metal que se usa en barandales exteriores. ¿Qué datos describen propiedades químicas del metal? Selecciona todos los que correspondan.
Opciones
A. Reacciona con ácido clorhídrico y libera hidrógeno gaseoso
B. Tiene una densidad de 7.9 g/cm³
C. Se oxida cuando se deja en aire húmedo
D. Se derrite a 1,538 °C
E. No arde cuando se calienta en una llama
F. Es brillante y de color gris plateado
Pista
Una propiedad química solo se puede observar cuando la sustancia se convierte en una sustancia diferente.
Pregunta 17 de 36
A fertilizer label shows the substance calcium nitrate. In a balanced equation it appears as
2\,\text{Ca(NO}_3\text{)}_2
How many oxygen atoms are shown in this expression?
Pista
Work from the inside out: the subscript 3, then the subscript 2 outside the parentheses, then the coefficient 2 in front.
Solución paso a paso
Evidence: In the expression 2\,\text{Ca(NO}_3\text{)}_2, the coefficient 2 means two formula units of calcium nitrate. The subscript 2 after the parentheses doubles everything inside them.
Step by step:
Inside the parentheses, \text{NO}_3 has 3 oxygen atoms.
The subscript 2 outside the parentheses means two \text{NO}_3 groups: 3 \times 2 = 6 oxygen atoms in one \text{Ca(NO}_3\text{)}_2.
The coefficient 2 in front means two of these units: 6 \times 2 = 12 oxygen atoms.
There are 12 oxygen atoms.
Check: Count the other atoms the same way: calcium 1 \times 2 = 2, nitrogen 1 \times 2 \times 2 = 4. Total atoms = 2 + 4 + 12 = 18.
Tip: A coefficient multiplies the whole formula. A subscript after parentheses multiplies everything inside the parentheses. A subscript after one symbol applies only to that element.
Explicación
Evidencia: En la expresión 2\,\text{Ca(NO}_3\text{)}_2, el coeficiente 2 significa dos unidades de nitrato de calcio. El subíndice 2 después del paréntesis duplica todo lo que está adentro.
Paso a paso:
Dentro del paréntesis, \text{NO}_3 tiene 3 átomos de oxígeno.
El subíndice 2 fuera del paréntesis significa dos grupos \text{NO}_3: 3 \times 2 = 6 átomos de oxígeno en un \text{Ca(NO}_3\text{)}_2.
El coeficiente 2 de adelante significa dos de estas unidades: 6 \times 2 = 12 átomos de oxígeno.
Hay 12 átomos de oxígeno.
Comprobación: Cuenta los otros átomos de la misma forma: calcio 1 \times 2 = 2, nitrógeno 1 \times 2 \times 2 = 4. Total de átomos = 2 + 4 + 12 = 18.
Consejo: Un coeficiente multiplica toda la fórmula. Un subíndice después de un paréntesis multiplica todo lo que está dentro del paréntesis. Un subíndice después de un solo símbolo se aplica solo a ese elemento.
Ver en español
Pregunta
La etiqueta de un fertilizante muestra la sustancia nitrato de calcio. En una ecuación balanceada aparece como
2\,\text{Ca(NO}_3\text{)}_2
¿Cuántos átomos de oxígeno se muestran en esta expresión?
Opciones
A. 3
B. 6
C. 7
D. 12
Pista
Trabaja de adentro hacia afuera: el subíndice 3, luego el subíndice 2 fuera del paréntesis y después el coeficiente 2 de adelante.
Pregunta 18 de 36
A Tower of Liquids
A student measured the mass and volume of four household liquids. Then she slowly and carefully poured the samples, one at a time, into a tall clear cylinder. The liquids did not mix right away and formed four separate layers. A liquid that is less dense floats on top of a liquid that is denser.
Liquid
Mass (g)
Volume (mL)
Honey
28.4
20.0
Dish soap
31.8
30.0
Water
40.0
40.0
Vegetable oil
23.0
25.0
Density is mass divided by volume: D = \dfrac{m}{V}. (1 mL = 1 cm³.)
Which list shows the order of the four layers in the cylinder, from the top layer to the bottom layer?
Pista
Find the density of each liquid first. Do not rank by the mass of each sample.
Solución paso a paso
Evidence: The passage says "A liquid that is less dense floats on top of a liquid that is denser." The table gives each liquid's mass and volume.
Step by step:
Compute each density with D = \dfrac{m}{V}:
Honey: 28.4 \div 20.0 = 1.42 g/mL
Dish soap: 31.8 \div 30.0 = 1.06 g/mL
Water: 40.0 \div 40.0 = 1.00 g/mL
Vegetable oil: 23.0 \div 25.0 = 0.92 g/mL
Least dense on top, densest on the bottom: oil (0.92), water (1.00), dish soap (1.06), honey (1.42).
The order from top to bottom is vegetable oil, water, dish soap, honey.
Check: The water sample has the greatest mass (40.0 g), but it is not on the bottom, because density depends on mass and volume.
Tip: Layering, floating and sinking depend on density, not on how much of a substance there is. Always divide before you compare.
Explicación
Evidencia: El texto dice: "Un líquido menos denso flota encima de un líquido más denso". La tabla da la masa y el volumen de cada líquido.
Paso a paso:
Calcula cada densidad con D = \dfrac{m}{V}:
Miel: 28.4 \div 20.0 = 1.42 g/mL
Jabón para trastes: 31.8 \div 30.0 = 1.06 g/mL
Agua: 40.0 \div 40.0 = 1.00 g/mL
Aceite vegetal: 23.0 \div 25.0 = 0.92 g/mL
El menos denso arriba y el más denso abajo: aceite (0.92), agua (1.00), jabón para trastes (1.06), miel (1.42).
El orden de arriba abajo es aceite vegetal, agua, jabón para trastes, miel.
Comprobación: La muestra de agua tiene la mayor masa (40.0 g), pero no queda abajo, porque la densidad depende de la masa y del volumen.
Consejo: Que algo forme capas, flote o se hunda depende de la densidad, no de cuánta sustancia hay. Siempre divide antes de comparar.
Ver en español
Texto: Una torre de líquidos
Una estudiante midió la masa y el volumen de cuatro líquidos de la casa. Luego echó las muestras despacio y con cuidado, una por una, en un cilindro alto y transparente. Los líquidos no se mezclaron de inmediato y formaron cuatro capas separadas. Un líquido menos denso flota encima de un líquido más denso.
Líquido
Masa (g)
Volumen (mL)
Miel
28.4
20.0
Jabón para trastes
31.8
30.0
Agua
40.0
40.0
Aceite vegetal
23.0
25.0
La densidad es la masa dividida entre el volumen: D = \dfrac{m}{V}. (1 mL = 1 cm³.)
Pregunta
¿Qué lista muestra el orden de las cuatro capas del cilindro, de la capa de arriba a la capa de abajo?
Opciones
A. Miel, jabón para trastes, agua, aceite vegetal
B. Aceite vegetal, miel, jabón para trastes, agua
C. Aceite vegetal, agua, jabón para trastes, miel
D. Miel, aceite vegetal, jabón para trastes, agua
Pista
Primero halla la densidad de cada líquido. No los ordenes por la masa de cada muestra.
Pregunta 19 de 36
How Fast Does an Antacid Tablet React?
Some antacid tablets contain citric acid and baking soda. When a tablet is dropped into water, the two substances react and produce bubbles of carbon dioxide gas. A student dropped identical tablets into 200 mL of water and timed how long the bubbling lasted. A shorter time means a faster reaction.
Trial
Water temperature (°C)
Tablet form
Time until bubbling stopped (s)
1
10
Whole
72
2
25
Whole
45
3
40
Whole
28
4
55
Whole
18
5
25
Crushed into powder
20
6
40
Crushed into powder
12
Which conclusion is best supported by Trials 1 through 4?
Pista
In Trials 1–4, what changes and what stays the same? A shorter time means a faster reaction.
Solución paso a paso
Evidence: In Trials 1–4 the tablets are all "Whole" while the water temperature rises from 10 °C to 55 °C, and the times drop from 72 s to 45 s to 28 s to 18 s. The passage says "A shorter time means a faster reaction."
Step by step:
Only one variable changes in Trials 1–4: the water temperature. Tablet form and water volume stay the same.
As the temperature goes up, the time goes down every time.
Shorter time = faster reaction, so warmer water makes the reaction faster.
The experiment measured time, not the amount of gas, so a claim about more gas is not supported.
The answer is The reaction is faster in warmer water.
Check: In warmer water, particles move faster and collide more often and with more energy, which is the scientific reason reactions speed up with temperature.
Tip: Before choosing a conclusion, identify which variable changed and what was measured. A conclusion must be about those two things only.
Explicación
Evidencia: En las pruebas 1 a 4 todas las tabletas están "Entera" mientras la temperatura del agua sube de 10 °C a 55 °C, y los tiempos bajan de 72 s a 45 s, a 28 s y a 18 s. El texto dice: "Un tiempo más corto significa una reacción más rápida".
Paso a paso:
En las pruebas 1 a 4 cambia solo una variable: la temperatura del agua. La forma de la tableta y el volumen de agua se mantienen iguales.
Cada vez que sube la temperatura, baja el tiempo.
Tiempo más corto = reacción más rápida, así que el agua más caliente hace que la reacción sea más rápida.
El experimento midió el tiempo, no la cantidad de gas, así que una afirmación sobre más gas no está apoyada.
La respuesta es La reacción es más rápida en agua más caliente.
Comprobación: En el agua más caliente, las partículas se mueven más rápido y chocan más seguido y con más energía; esa es la razón científica por la que las reacciones se aceleran con la temperatura.
Consejo: Antes de elegir una conclusión, identifica qué variable cambió y qué se midió. Una conclusión tiene que tratar solo de esas dos cosas.
Ver en español
Texto: ¿Qué tan rápido reacciona una tableta antiácida?
Algunas tabletas antiácidas contienen ácido cítrico y bicarbonato de sodio. Cuando se echa una tableta en agua, las dos sustancias reaccionan y producen burbujas de dióxido de carbono gaseoso. Un estudiante echó tabletas idénticas en 200 mL de agua y midió cuánto duraron las burbujas. Un tiempo más corto significa una reacción más rápida.
Prueba
Temperatura del agua (°C)
Forma de la tableta
Tiempo hasta que dejó de burbujear (s)
1
10
Entera
72
2
25
Entera
45
3
40
Entera
28
4
55
Entera
18
5
25
Triturada en polvo
20
6
40
Triturada en polvo
12
Pregunta
¿Qué conclusión está mejor apoyada por las pruebas 1 a 4?
Opciones
A. La reacción es más rápida en agua más caliente.
B. La reacción es más lenta en agua más caliente.
C. El agua más caliente hace que la tableta produzca más dióxido de carbono.
D. Triturar la tableta hace que la reacción sea más rápida.
Pista
En las pruebas 1–4, ¿qué cambia y qué se mantiene igual? Un tiempo más corto significa una reacción más rápida.
Pregunta 20 de 36
Completar
When limestone (calcium carbonate) is heated strongly in a kiln, it breaks down into lime (calcium oxide) and carbon dioxide gas:
Heating 10.0 g of calcium carbonate produces 5.6 g of calcium oxide. By the law of conservation of mass, what mass of carbon dioxide is produced?
g
Escribe tu respuesta en el recuadro. Puedes usar fracciones como 3/4.
Pista
The mass of all the products together must equal the mass of the reactant.
Solución paso a paso
Evidence: The equation shows one reactant (\text{CaCO}_3, 10.0 g) and two products (\text{CaO}, 5.6 g, and \text{CO}_2, unknown). The law of conservation of mass says total mass of products = total mass of reactants.
Step by step:
Write the mass balance:
10.0\text{ g} = 5.6\text{ g} + m_{\text{CO}_2}
Solve for the unknown by subtracting:
m_{\text{CO}_2} = 10.0 - 5.6 = 4.4\text{ g}
The reaction produces 4.4 g of carbon dioxide.
Check:5.6 + 4.4 = 10.0 g. ✓ If you weighed the kiln dish after heating in an open container, it would show only 5.6 g, because the 4.4 g of gas would escape into the air.
Tip: Conservation of mass problems are "parts make a whole." Add the known parts and subtract from the total to find the missing one.
Explicación
Evidencia: La ecuación muestra un reactivo (\text{CaCO}_3, 10.0 g) y dos productos (\text{CaO}, 5.6 g, y \text{CO}_2, desconocido). La ley de conservación de la masa dice que la masa total de los productos = la masa total de los reactivos.
Paso a paso:
Escribe el balance de masa:
10.0\text{ g} = 5.6\text{ g} + m_{\text{CO}_2}
Comprobación:5.6 + 4.4 = 10.0 g. ✓ Si pesaras el recipiente del horno después de calentarlo en un recipiente abierto, marcaría solo 5.6 g, porque los 4.4 g de gas se escaparían al aire.
Consejo: Los problemas de conservación de la masa son de "las partes forman un todo". Suma las partes conocidas y réstalas del total para hallar la que falta.
Ver en español
Pregunta
Cuando la piedra caliza (carbonato de calcio) se calienta mucho en un horno, se descompone en cal (óxido de calcio) y dióxido de carbono gaseoso:
Al calentar 10.0 g de carbonato de calcio se producen 5.6 g de óxido de calcio. Según la ley de conservación de la masa, ¿qué masa de dióxido de carbono se produce?
_____ g
Pista
La masa de todos los productos juntos debe ser igual a la masa del reactivo.
Pregunta 21 de 36
Testing Garden Soil
Different plants grow best in soil with different pH values. A community garden posted this chart for its members.
Plant
Soil pH the plant prefers
Blueberries
4.5 to 5.5
Potatoes
5.0 to 6.0
Tomatoes
6.0 to 6.8
Asparagus
6.5 to 7.5
Lilacs
7.0 to 8.0
A pH of 7 is neutral; a pH below 7 is acidic and a pH above 7 is basic. The pH scale is logarithmic: each drop of one pH unit means the soil is 10 times more acidic. Garden lime (calcium carbonate) is a base, so mixing it into soil neutralizes some of the acid and raises the pH. Garden sulfur slowly forms an acid in moist soil and lowers the pH.
Ana tested the soil in her plot. Its pH was 4.8.
Ana wants to grow asparagus in her plot. Based on the passage, what should she do?
Pista
Compare Ana's pH with the asparagus range. Does she need to raise or lower the pH, and which material does that?
Solución paso a paso
Evidence: The chart lists asparagus at "6.5 to 7.5" and Ana's soil at "4.8." The passage says garden lime "is a base, so mixing it into soil neutralizes some of the acid and raises the pH," while sulfur "lowers the pH."
Step by step:
Ana's soil (4.8) is below the asparagus range (6.5 to 7.5), so she needs to raise the pH.
Raising pH means making the soil less acidic, which a base does by neutralizing acid.
Garden lime is a base and raises the pH. Sulfur would lower it further, the wrong direction.
The answer is Mix garden lime into the soil to raise the pH.
Check: Moving from 4.8 toward 6.5–7.5 means moving toward neutral (7), which is what neutralization does.
Tip: To raise pH, add a base. To lower pH, add an acid (or something that forms an acid). Neutralization always moves pH toward 7.
Explicación
Evidencia: La tabla da para los espárragos "6.5 a 7.5", y la tierra de Ana tiene "4.8". El texto dice que la cal agrícola "es una base, así que al mezclarla con la tierra neutraliza parte del ácido y sube el pH", mientras que el azufre "baja el pH".
Paso a paso:
La tierra de Ana (4.8) está por debajo del rango de los espárragos (6.5 a 7.5), así que necesita subir el pH.
Subir el pH significa hacer la tierra menos ácida, y eso lo hace una base al neutralizar el ácido.
La cal agrícola es una base y sube el pH. El azufre lo bajaría todavía más, en la dirección equivocada.
La respuesta es Mezclar cal agrícola con la tierra para subir el pH.
Comprobación: Pasar de 4.8 hacia 6.5–7.5 significa acercarse a neutro (7), que es lo que hace la neutralización.
Consejo: Para subir el pH, agrega una base. Para bajar el pH, agrega un ácido (o algo que forme un ácido). La neutralización siempre acerca el pH a 7.
Ver en español
Texto: Análisis de la tierra de un huerto
Distintas plantas crecen mejor en tierra con distintos valores de pH. Un huerto comunitario publicó esta tabla para sus miembros.
Planta
pH de la tierra que prefiere la planta
Arándanos
4.5 a 5.5
Papas
5.0 a 6.0
Tomates
6.0 a 6.8
Espárragos
6.5 a 7.5
Lilas
7.0 a 8.0
Un pH de 7 es neutro; un pH menor que 7 es ácido y un pH mayor que 7 es básico. La escala de pH es logarítmica: cada vez que el pH baja una unidad, la tierra es 10 veces más ácida. La cal agrícola (carbonato de calcio) es una base, así que al mezclarla con la tierra neutraliza parte del ácido y sube el pH. El azufre agrícola forma poco a poco un ácido en la tierra húmeda y baja el pH.
Ana analizó la tierra de su parcela. Su pH era de 4.8.
Pregunta
Ana quiere sembrar espárragos en su parcela. Según el texto, ¿qué debe hacer?
Opciones
A. Mezclar azufre agrícola con la tierra para subir el pH.
B. Mezclar cal agrícola con la tierra para bajar el pH.
C. No hacer nada, porque los espárragos crecen mejor en tierra ácida.
D. Mezclar cal agrícola con la tierra para subir el pH.
Pista
Compara el pH de Ana con el rango de los espárragos. ¿Necesita subir o bajar el pH, y qué material hace eso?
Pregunta 22 de 36
Testing Garden Soil
Different plants grow best in soil with different pH values. A community garden posted this chart for its members.
Plant
Soil pH the plant prefers
Blueberries
4.5 to 5.5
Potatoes
5.0 to 6.0
Tomatoes
6.0 to 6.8
Asparagus
6.5 to 7.5
Lilacs
7.0 to 8.0
A pH of 7 is neutral; a pH below 7 is acidic and a pH above 7 is basic. The pH scale is logarithmic: each drop of one pH unit means the soil is 10 times more acidic. Garden lime (calcium carbonate) is a base, so mixing it into soil neutralizes some of the acid and raises the pH. Garden sulfur slowly forms an acid in moist soil and lowers the pH.
Ana tested the soil in her plot. Its pH was 4.8.
How many times more acidic is Ana's soil than soil with a pH of 6.8, the top of the tomato range?
Pista
Find the difference in pH units. Each unit is a factor of 10, and the factors multiply.
Solución paso a paso
Evidence: The passage says "The pH scale is logarithmic: each drop of one pH unit means the soil is 10 times more acidic." Ana's soil is pH 4.8.
Step by step:
Difference in pH: 6.8 - 4.8 = 2 units.
Each unit multiplies the acidity by 10, so two units multiply it by
10 \times 10 = 10^2 = 100
Ana's soil has the lower pH, so it is the more acidic one.
Ana's soil is 100 times more acidic.
Check: Step by step: pH 6.8 → 5.8 is 10 times more acidic; 5.8 → 4.8 is another 10 times; 10 \times 10 = 100. ✓
Tip: For pH comparisons, subtract the pH values and raise 10 to that power. A difference of 1 means 10 times, 2 means 100 times, 3 means 1,000 times.
Explicación
Evidencia: El texto dice: "La escala de pH es logarítmica: cada vez que el pH baja una unidad, la tierra es 10 veces más ácida". La tierra de Ana tiene pH 4.8.
Paso a paso:
Diferencia de pH: 6.8 - 4.8 = 2 unidades.
Cada unidad multiplica la acidez por 10, así que dos unidades la multiplican por
10 \times 10 = 10^2 = 100
La tierra de Ana tiene el pH más bajo, así que es la más ácida.
La tierra de Ana es 100 veces más ácida.
Comprobación: Paso a paso: de pH 6.8 a 5.8 es 10 veces más ácida; de 5.8 a 4.8 es otras 10 veces; 10 \times 10 = 100. ✓
Consejo: Para comparar valores de pH, resta los valores y eleva 10 a esa potencia. Una diferencia de 1 significa 10 veces, de 2 significa 100 veces y de 3 significa 1,000 veces.
Ver en español
Texto: Análisis de la tierra de un huerto
Distintas plantas crecen mejor en tierra con distintos valores de pH. Un huerto comunitario publicó esta tabla para sus miembros.
Planta
pH de la tierra que prefiere la planta
Arándanos
4.5 a 5.5
Papas
5.0 a 6.0
Tomates
6.0 a 6.8
Espárragos
6.5 a 7.5
Lilas
7.0 a 8.0
Un pH de 7 es neutro; un pH menor que 7 es ácido y un pH mayor que 7 es básico. La escala de pH es logarítmica: cada vez que el pH baja una unidad, la tierra es 10 veces más ácida. La cal agrícola (carbonato de calcio) es una base, así que al mezclarla con la tierra neutraliza parte del ácido y sube el pH. El azufre agrícola forma poco a poco un ácido en la tierra húmeda y baja el pH.
Ana analizó la tierra de su parcela. Su pH era de 4.8.
Pregunta
¿Cuántas veces más ácida es la tierra de Ana que una tierra con un pH de 6.8, el límite superior del rango de los tomates?
Opciones
A. 100 veces
B. 2 veces
C. 20 veces
D. 1,000 veces
Pista
Halla la diferencia en unidades de pH. Cada unidad es un factor de 10, y los factores se multiplican.
Pregunta 23 de 36
CompletarMaking Rock Candy
Rock candy is made by dissolving as much table sugar (sucrose) as possible in hot water and then letting the solution cool slowly. As the solution cools, sugar crystals grow on a string or stick. The graph shows the greatest mass of sugar that can dissolve in 100 g of water at different temperatures.
Solubility of sugar in water
A solution that holds the greatest possible amount of dissolved sugar at its temperature is saturated; any extra sugar stays undissolved as solid. A solution that holds less than that amount is unsaturated.
A candy maker wants to dissolve 362 g of sugar in 100 g of water to make a saturated solution, with no sugar left over. According to the graph, at what water temperature will exactly this amount make a saturated solution?
°C
Escribe tu respuesta en el recuadro. Puedes usar fracciones como 3/4.
Pista
This time start on the vertical axis at 362 g, move across to the line, then down to the temperature axis.
Solución paso a paso
Evidence: The graph shows the sugar curve passing through 362 g at 80 °C. The passage says a saturated solution "holds the greatest possible amount of dissolved sugar at its temperature."
Step by step:
Start on the y-axis at 362 g (a little above the 350 g gridline).
Move across until you meet the curve.
Drop straight down to the x-axis: the point is at 80 °C.
At 80 °C, 362 g is the greatest amount that can dissolve, so the solution is exactly saturated.
The water temperature is 80 °C.
Check: The neighboring points are 287 g at 60 °C and 487 g at 100 °C. 362 g lies between them, so the temperature must be between 60 °C and 100 °C. ✓
Tip:Work backwards graph questions give you the y-value and ask for the x-value. Start on the axis you know.
Explicación
Evidencia: La gráfica muestra que la curva del azúcar pasa por 362 g a 80 °C. El texto dice que una solución "que contiene la mayor cantidad posible de azúcar disuelta a su temperatura está saturada".
Paso a paso:
Empieza en el eje y (y-axis) en 362 g (un poco arriba de la línea de cuadrícula de 350 g).
Muévete hacia la derecha hasta encontrar la curva.
Baja en línea recta hasta el eje x (x-axis): el punto está en 80 °C.
A 80 °C, 362 g es la mayor cantidad que se puede disolver, así que la solución queda exactamente saturada.
La temperatura del agua es de 80 °C.
Comprobación: Los puntos vecinos son 287 g a 60 °C y 487 g a 100 °C. 362 g está entre ellos, así que la temperatura tiene que estar entre 60 °C y 100 °C. ✓
Consejo: Las preguntas de gráficas en las que trabajas al revés te dan el valor de y y te piden el valor de x. Empieza en el eje que conoces.
Ver en español
Texto: Cómo hacer caramelo de cristal
El caramelo de cristal se hace disolviendo la mayor cantidad posible de azúcar de mesa (sacarosa) en agua caliente y luego dejando que la solución se enfríe despacio. A medida que la solución se enfría, crecen cristales de azúcar en un hilo o un palito. La gráfica muestra la mayor masa de azúcar que se puede disolver en 100 g de agua a distintas temperaturas.
Una solución que contiene la mayor cantidad posible de azúcar disuelta a su temperatura está saturada; el azúcar que sobra queda sin disolver, en forma sólida. Una solución que contiene menos de esa cantidad está no saturada.
Pregunta
Un fabricante de dulces quiere disolver 362 g de azúcar en 100 g de agua para hacer una solución saturada, sin que sobre azúcar. Según la gráfica, ¿a qué temperatura del agua esta cantidad exacta forma una solución saturada?
_____ °C
Pista
Esta vez empieza en el eje vertical en 362 g, sigue hacia el lado hasta la línea y luego baja hasta el eje de la temperatura.
Pregunta 24 de 36
Sink or Float?
A science class measured the mass and volume of four solid objects to find their densities. Density is the mass of a substance divided by its volume: D = \dfrac{m}{V}. The density of water is 1.0 g/cm³. An object that is less dense than water floats in it; an object that is denser than water sinks.
Part 1: Four objects
Object
Mass (g)
Volume (cm³)
Wood block
30
50
Candle wax
18
20
Rubber stopper
33
30
Glass marble
15
6
Part 2: An unknown metal
Next, the class tested a small cube of an unknown metal with a mass of 158 g. To find its volume, they used water displacement: a graduated cylinder held 40.0 mL of water, and after the cube was dropped in, the water level rose to 60.0 mL. (1 mL = 1 cm³.) Because density is a physical property, every sample of a pure metal has the same density. The class compared their result to this reference table.
Metal
Density (g/cm³)
Aluminum
2.70
Zinc
7.14
Iron
7.87
Lead
11.34
Based on Part 2, which metal is the unknown cube most likely made of?
Pista
Find the cube's volume from the change in water level first. Then calculate density and compare with the table.
Solución paso a paso
Evidence: Part 2 says the cube has "a mass of 158 g," and the water level rose from "40.0 mL" to "60.0 mL." It also says "1 mL = 1 cm³," and the reference table lists iron at 7.87 g/cm³.
Step by step:
Volume by displacement: 60.0 - 40.0 = 20.0 mL = 20.0 cm³.
Compare with the table: aluminum 2.70, zinc 7.14, iron 7.87, lead 11.34. The value 7.9 is closest to iron (7.87).
Why this works: density is a physical property, so every sample of iron has the same density no matter its size.
The cube is most likely iron.
Tip: In displacement problems, the object's volume is the change in the water level, not the final reading. Using 60.0 mL gives 158 \div 60 \approx 2.6 g/cm³, which wrongly points to aluminum.
Explicación
Evidencia: La Parte 2 dice que el cubo tiene "una masa de 158 g" y que el nivel del agua subió de "40.0 mL" a "60.0 mL". También dice que "1 mL = 1 cm³", y la tabla de referencia da el hierro con 7.87 g/cm³.
Paso a paso:
Volumen por desplazamiento: 60.0 - 40.0 = 20.0 mL = 20.0 cm³.
Compara con la tabla: aluminio 2.70, zinc 7.14, hierro 7.87, plomo 11.34. El valor 7.9 es el más cercano al hierro (7.87).
Por qué funciona: la densidad es una propiedad física, así que toda muestra de hierro tiene la misma densidad, sin importar su tamaño.
Lo más probable es que el cubo sea de hierro.
Consejo: En los problemas de desplazamiento, el volumen del objeto es el cambio en el nivel del agua, no la lectura final. Usar 60.0 mL da 158 \div 60 \approx 2.6 g/cm³, lo que apunta por error al aluminio.
Ver en español
Texto: ¿Se hunde o flota?
Una clase de ciencias midió la masa y el volumen de cuatro objetos sólidos para hallar sus densidades. La densidad es la masa de una sustancia dividida entre su volumen: D = \dfrac{m}{V}. La densidad del agua es 1.0 g/cm³. Un objeto menos denso que el agua flota en ella; un objeto más denso que el agua se hunde.
Parte 1: Cuatro objetos
Objeto
Masa (g)
Volumen (cm³)
Bloque de madera
30
50
Cera de vela
18
20
Tapón de hule
33
30
Canica de vidrio
15
6
Parte 2: Un metal desconocido
Después, la clase examinó un cubo pequeño de un metal desconocido con una masa de 158 g. Para hallar su volumen, usaron el desplazamiento de agua: una probeta graduada tenía 40.0 mL de agua, y después de echar el cubo, el nivel del agua subió a 60.0 mL. (1 mL = 1 cm³.) Como la densidad es una propiedad física, toda muestra de un metal puro tiene la misma densidad. La clase comparó su resultado con esta tabla de referencia.
Metal
Densidad (g/cm³)
Aluminio
2.70
Zinc
7.14
Hierro
7.87
Plomo
11.34
Pregunta
Según la Parte 2, ¿de qué metal es más probable que esté hecho el cubo desconocido?
Opciones
A. Aluminio
B. Zinc
C. Hierro
D. Plomo
Pista
Primero halla el volumen del cubo a partir del cambio en el nivel del agua. Luego calcula la densidad y compárala con la tabla.
Pregunta 25 de 36
Menú
Propane gas burns in a backyard grill. It reacts with oxygen to produce carbon dioxide and water.
Select the coefficients that balance the equation.
Balance carbon first, then hydrogen, and leave oxygen for last because it appears in two products.
Solución paso a paso
Evidence: Propane, \text{C}_3\text{H}_8, has 3 carbon atoms and 8 hydrogen atoms. By the law of conservation of mass, every atom on the left must appear on the right.
Step by step:
Carbon: 3 C on the left, so we need 3\,\text{CO}_2 on the right.
Hydrogen: 8 H on the left. Each water has 2 H, so we need 4\,\text{H}_2\text{O} (4 \times 2 = 8).
Oxygen (last): on the right, 3\,\text{CO}_2 has 3 \times 2 = 6 O and 4\,\text{H}_2\text{O} has 4 \times 1 = 4 O, for 10 O in all. Each \text{O}_2 has 2 O, so we need 10 \div 2 = 5\,\text{O}_2.
Final check:
\text{C}_3\text{H}_8 + 5\text{O}_2 \rightarrow 3\text{CO}_2 + 4\text{H}_2\text{O}
Atom
Left
Right
C
3
3
H
8
8
O
10
6 + 4 = 10
The coefficients are 5, 3 and 4.
Tip: Balance the element that appears in only one substance on each side first. Save the element that appears in several places (often oxygen) for the end.
Explicación
Evidencia: El propano, \text{C}_3\text{H}_8, tiene 3 átomos de carbono y 8 átomos de hidrógeno. Según la ley de la conservación de la masa, cada átomo del lado izquierdo debe aparecer en el lado derecho.
Paso a paso:
Carbono: 3 C a la izquierda, así que necesitamos 3\,\text{CO}_2 a la derecha.
Hidrógeno: 8 H a la izquierda. Cada molécula de agua tiene 2 H, así que necesitamos 4\,\text{H}_2\text{O} (4 \times 2 = 8).
Oxígeno (al final): a la derecha, 3\,\text{CO}_2 tiene 3 \times 2 = 6 O y 4\,\text{H}_2\text{O} tiene 4 \times 1 = 4 O, para un total de 10 O. Cada \text{O}_2 tiene 2 O, así que necesitamos 10 \div 2 = 5\,\text{O}_2.
Consejo: Balancea primero el elemento que aparece en una sola sustancia de cada lado. Deja para el final el elemento que aparece en varios lugares (a menudo el oxígeno).
Ver en español
Pregunta
El gas propano arde en una parrilla de patio. Reacciona con el oxígeno y produce dióxido de carbono y agua.
Selecciona los coeficientes que balancean la ecuación.
Balancea primero el carbono, después el hidrógeno, y deja el oxígeno para el final porque aparece en dos productos.
Pregunta 26 de 36
Students recorded four observations in the lab. Which observation is the best evidence that a chemical change took place?
Pista
Look for a sign that a brand-new substance formed, not just a change in state, shape or mixing.
Solución paso a paso
Evidence: A chemical change produces one or more new substances with new properties. Common signs are an unexpected gas, a new color, light or heat given off, or a new solid (precipitate) forming when liquids are mixed.
Step by step:
Bubbles in boiling water: the bubbles are water vapor, still water. This is a change of state (physical).
Two clear, colorless solutions forming a yellow solid when mixed: a solid that was not there before, with a new color, appears. This is a precipitate, strong evidence of a new substance (chemical).
Drink powder disappearing in water and turning it red: dissolving is a physical change; the powder's own color simply spreads through the water, and evaporating the water would give the powder back.
Ice cubes slowly shrinking in a freezer: the ice turns directly into water vapor (sublimation), a change of state (physical).
The answer is Two clear, colorless solutions are mixed, and a yellow solid forms.
Check: Only choice B produces a substance with properties (yellow, solid, does not dissolve) that none of the starting materials had.
Tip: Bubbles and color alone are not proof. Ask whether a new substance formed or whether the same substance just changed state or mixed.
Explicación
Evidencia: Un cambio químico produce una o más sustancias nuevas con propiedades nuevas. Las señales comunes son un gas inesperado, un color nuevo, luz o calor liberados, o un sólido nuevo (precipitado) que se forma al mezclar líquidos.
Paso a paso:
Burbujas en agua hirviendo: las burbujas son vapor de agua; sigue siendo agua. Es un cambio de estado (físico).
Dos soluciones transparentes e incoloras que forman un sólido amarillo al mezclarse: aparece un sólido que antes no estaba, con un color nuevo. Es un precipitado, una evidencia fuerte de una sustancia nueva (químico).
Polvo para bebida que desaparece en el agua y la pinta de rojo: disolverse es un cambio físico; el color del polvo simplemente se reparte por el agua, y si se evapora el agua se recupera el polvo.
Cubos de hielo que se encogen poco a poco en un congelador: el hielo se convierte directamente en vapor de agua (sublimación), un cambio de estado (físico).
La respuesta es Se mezclan dos soluciones transparentes e incoloras y se forma un sólido amarillo.
Comprobación: Solo la opción B produce una sustancia con propiedades (amarilla, sólida, que no se disuelve) que ninguno de los materiales iniciales tenía.
Consejo: Las burbujas y el color por sí solos no son prueba. Pregúntate si se formó una sustancia nueva o si la misma sustancia solo cambió de estado o se mezcló.
Ver en español
Pregunta
Unos estudiantes anotaron cuatro observaciones en el laboratorio. ¿Qué observación es la mejor evidencia de que ocurrió un cambio químico?
Opciones
A. El agua que se calienta en una estufa forma burbujas a 100 °C.
B. Se mezclan dos soluciones transparentes e incoloras, y se forma un sólido amarillo.
C. Se revuelve polvo rojo para bebidas en agua y parece desaparecer, y el agua se vuelve roja.
D. Unos cubos de hielo que se dejan en el congelador durante semanas se hacen más pequeños poco a poco.
Pista
Busca una señal de que se formó una sustancia totalmente nueva, no solo un cambio de estado, de forma o una mezcla.
Pregunta 27 de 36
How Fast Does an Antacid Tablet React?
Some antacid tablets contain citric acid and baking soda. When a tablet is dropped into water, the two substances react and produce bubbles of carbon dioxide gas. A student dropped identical tablets into 200 mL of water and timed how long the bubbling lasted. A shorter time means a faster reaction.
Trial
Water temperature (°C)
Tablet form
Time until bubbling stopped (s)
1
10
Whole
72
2
25
Whole
45
3
40
Whole
28
4
55
Whole
18
5
25
Crushed into powder
20
6
40
Crushed into powder
12
The student wants to test only how crushing a tablet (increasing its surface area) affects the reaction rate. Which two trials should she compare?
Pista
A fair comparison changes only one variable. For each pair of trials, list everything that is different.
Solución paso a paso
Evidence: The table shows Trial 2 (25 °C, Whole, 45 s) and Trial 5 (25 °C, Crushed into powder, 20 s). Trials 3 and 6 also differ only in tablet form (40 °C).
Step by step:
To test one variable, the trials must differ in that variable only. Here the variable is tablet form.
Trials 2 and 5: same temperature (25 °C), different form. A fair test.
Trials 1 and 5: different form and different temperature (10 °C vs 25 °C). Two variables change, so the effect of crushing cannot be separated.
Trials 4 and 6: also differ in both temperature (55 °C vs 40 °C) and form.
Trials 2 and 3: both whole tablets; only the temperature changes. This tests temperature, not crushing.
The answer is Trials 2 and 5.
Check: Comparing them: 45 s for whole vs 20 s for crushed, so crushing more than doubled the rate. (Trials 3 and 6 give the same conclusion: 28 s vs 12 s.)
Tip: In an experimental design question, list what is different between the two trials. If more than one thing differs, it is not a fair test.
Explicación
Evidencia: La tabla muestra la prueba 2 (25 °C, Entera, 45 s) y la prueba 5 (25 °C, Triturada en polvo, 20 s). Las pruebas 3 y 6 también se diferencian solo en la forma de la tableta (40 °C).
Paso a paso:
Para probar una variable, las pruebas tienen que diferenciarse solo en esa variable. Aquí la variable es la forma de la tableta.
Pruebas 2 y 5: misma temperatura (25 °C), distinta forma. Es una prueba justa.
Pruebas 1 y 5: distinta forma y distinta temperatura (10 °C contra 25 °C). Cambian dos variables, así que no se puede separar el efecto de triturar.
Pruebas 4 y 6: también se diferencian en la temperatura (55 °C contra 40 °C) y en la forma.
Pruebas 2 y 3: las dos con tabletas enteras; solo cambia la temperatura. Esto prueba la temperatura, no el efecto de triturar.
La respuesta es las pruebas 2 y 5.
Comprobación: Al compararlas: 45 s entera contra 20 s triturada, así que triturarla más que duplicó la rapidez. (Las pruebas 3 y 6 dan la misma conclusión: 28 s contra 12 s).
Consejo: En una pregunta sobre el diseño de un experimento, haz una lista de lo que es distinto entre las dos pruebas. Si hay más de una diferencia, no es una prueba justa.
Ver en español
Texto: ¿Qué tan rápido reacciona una tableta antiácida?
Algunas tabletas antiácidas contienen ácido cítrico y bicarbonato de sodio. Cuando se echa una tableta en agua, las dos sustancias reaccionan y producen burbujas de dióxido de carbono gaseoso. Un estudiante echó tabletas idénticas en 200 mL de agua y midió cuánto duraron las burbujas. Un tiempo más corto significa una reacción más rápida.
Prueba
Temperatura del agua (°C)
Forma de la tableta
Tiempo hasta que dejó de burbujear (s)
1
10
Entera
72
2
25
Entera
45
3
40
Entera
28
4
55
Entera
18
5
25
Triturada en polvo
20
6
40
Triturada en polvo
12
Pregunta
El estudiante quiere comprobar solo cómo afecta a la rapidez de la reacción triturar una tableta (aumentar su área superficial). ¿Qué dos pruebas debe comparar?
Opciones
A. Pruebas 1 y 5
B. Pruebas 2 y 3
C. Pruebas 2 y 5
D. Pruebas 4 y 6
Pista
Una comparación justa cambia solo una variable. Para cada par de pruebas, anota todo lo que es diferente.
Pregunta 28 de 36
Heating Ice to Steam
A student placed 100 g of ice at −20 °C in a covered container on a hot plate. The hot plate delivered thermal energy at a steady rate the whole time. A sensor recorded the temperature until all of the water had turned to steam and the steam reached 120 °C. The graph is divided into segments A through E.
Heating curve of water
At normal air pressure, pure water melts at 0 °C and boils at 100 °C. A substance can be a solid, a liquid or a gas, and it can also be changing from one of these states to another.
During segment D, the hot plate keeps adding thermal energy, but the temperature stays at 100 °C. Which statement best explains this?
Pista
The passage says energy was added at a steady rate the whole time. If it is not raising the temperature, what job is it doing?
Solución paso a paso
Evidence: The passage says "The hot plate delivered thermal energy at a steady rate the whole time." The graph shows segment D flat at 100 °C, and the passage gives 100 °C as water's boiling point.
Step by step:
Energy is still being added during D (the rate never changed), so no energy is added cannot be the reason.
Segment D is at the boiling point, so liquid water is turning into steam.
To change from liquid to gas, particles must be pulled far apart, overcoming the attractions that hold them together in the liquid. The added energy goes into this job instead of making the particles move faster.
Temperature measures the average speed (kinetic energy) of the particles. If the energy is not speeding them up, the temperature stays the same until all the liquid has boiled.
The answer is The energy is being used to overcome the attractions between water particles as the liquid turns into gas.
Check: The same thing happens in segment B at 0 °C, where energy separates particles from the solid ice structure.
Tip: Flat segment on a heating curve = energy changing the state, not the temperature. Energy is still flowing in.
Explicación
Evidencia: El texto dice: "La parrilla entregó energía térmica a un ritmo constante todo el tiempo". La gráfica muestra el tramo D plano a 100 °C, y el texto da 100 °C como el punto de ebullición del agua.
Paso a paso:
Durante D se sigue agregando energía (el ritmo nunca cambió), así que no se agrega energía no puede ser la razón.
El tramo D está en el punto de ebullición, así que el agua líquida se está convirtiendo en vapor.
Para pasar de líquido a gas, las partículas se tienen que separar mucho y vencer las atracciones que las mantienen juntas en el líquido. La energía que se agrega se usa en esto en lugar de hacer que las partículas se muevan más rápido.
La temperatura mide la rapidez promedio (energía cinética) de las partículas. Si la energía no las acelera, la temperatura se queda igual hasta que todo el líquido hierve.
La respuesta es La energía se está usando para vencer las atracciones entre las partículas de agua mientras el líquido se convierte en gas.
Comprobación: Lo mismo pasa en el tramo B a 0 °C, donde la energía separa las partículas de la estructura sólida del hielo.
Consejo: Tramo plano en una curva de calentamiento = la energía cambia el estado, no la temperatura. La energía sigue entrando.
Ver en español
Texto: Calentar hielo hasta convertirlo en vapor
Un estudiante puso 100 g de hielo a −20 °C en un recipiente tapado sobre una parrilla eléctrica. La parrilla entregó energía térmica a un ritmo constante todo el tiempo. Un sensor registró la temperatura hasta que toda el agua se convirtió en vapor y el vapor llegó a 120 °C. La gráfica está dividida en los tramos A a E.
A la presión atmosférica normal, el agua pura se derrite a 0 °C y hierve a 100 °C. Una sustancia puede ser un sólido, un líquido o un gas, y también puede estar cambiando de uno de estos estados a otro.
Pregunta
Durante el tramo D, la parrilla sigue agregando energía térmica, pero la temperatura se mantiene en 100 °C. ¿Qué enunciado explica mejor esto?
Opciones
A. La parrilla deja de agregar energía cuando el agua llega a 100 °C.
B. La energía se usa para vencer las atracciones entre las partículas de agua mientras el líquido se convierte en gas.
C. El agua no puede guardar más de 100 unidades de energía térmica.
D. El agua pierde energía hacia el aire exactamente tan rápido como la parrilla se la agrega.
Pista
El texto dice que se agregó energía a un ritmo constante todo el tiempo. Si no está subiendo la temperatura, ¿qué trabajo está haciendo?
Pregunta 29 de 36
Burning Steel Wool
A teacher placed a fluffy pad of steel wool, which is made of thin strands of iron, in a heat-proof dish on an electronic balance. The dish and steel wool together had a mass of 30.0 g. She touched a battery to the steel wool. The strands glowed orange as they burned, and the gray metal turned dark and brittle. After the dish cooled, the balance read 31.6 g. No pieces fell out of the dish.
During burning, the iron combined with oxygen gas from the surrounding air to form a new substance, iron oxide:
The law of conservation of mass states that in a chemical reaction, the total mass of the products equals the total mass of the reactants.
A student says, "The mass went up when the steel wool burned, so this experiment proves that mass can be created in a chemical reaction."
Which response is best supported by the passage?
Pista
Think about every reactant in the equation. Was all of it on the balance at the start?
Solución paso a paso
Evidence: The passage says "the iron combined with oxygen gas from the surrounding air" and states the law of conservation of mass: "the total mass of the products equals the total mass of the reactants." The equation shows two reactants: iron and oxygen.
Step by step:
At the start, the balance measured the dish and the iron only. The oxygen was in the air, not on the balance.
During burning, oxygen from the air joined the iron to form iron oxide, which stayed in the dish.
So the final reading includes the mass of the oxygen that was never counted at the start. The mass was moved from the air into the dish, not created.
Mass of iron + mass of oxygen = mass of iron oxide, so the law is not broken.
The best response is The mass of the oxygen from the air was not on the balance at the start; the iron plus the oxygen equals the mass of the iron oxide.
Check: If the reaction were done in a sealed container with the air inside it, the balance reading would not change.
Tip: In open-container experiments, mass seems to appear when a gas from the air is a reactant and seems to disappear when a gas is a product. Count every reactant and product, including gases.
Explicación
Evidencia: El texto dice que "el hierro se combinó con el oxígeno gaseoso del aire que lo rodeaba" y enuncia la ley de conservación de la masa: "la masa total de los productos es igual a la masa total de los reactivos". La ecuación muestra dos reactivos: hierro y oxígeno.
Paso a paso:
Al principio, la balanza medía solo el plato y el hierro. El oxígeno estaba en el aire, no en la balanza.
Al quemarse, el oxígeno del aire se unió al hierro y formó óxido de hierro, que se quedó en el plato.
Así que la lectura final incluye la masa del oxígeno, que nunca se contó al principio. La masa pasó del aire al plato; no se creó.
Masa de hierro + masa de oxígeno = masa de óxido de hierro, así que la ley no se rompe.
La mejor respuesta es La masa del oxígeno del aire no estaba en la balanza al principio; el hierro más el oxígeno es igual a la masa del óxido de hierro.
Comprobación: Si la reacción se hiciera en un recipiente cerrado con el aire adentro, la lectura de la balanza no cambiaría.
Consejo: En los experimentos con recipientes abiertos, parece que aparece masa cuando un gas del aire es un reactivo, y parece que desaparece cuando un gas es un producto. Cuenta todos los reactivos y productos, incluidos los gases.
Ver en español
Texto: Quemar lana de acero
Una maestra colocó una almohadilla esponjosa de lana de acero, que está hecha de hilos delgados de hierro, en un plato resistente al calor sobre una balanza electrónica. El plato y la lana de acero juntos tenían una masa de 30.0 g. Tocó la lana de acero con una batería. Los hilos brillaron de color anaranjado mientras se quemaban, y el metal gris se volvió oscuro y quebradizo. Cuando el plato se enfrió, la balanza marcaba 31.6 g. No se cayó ningún pedazo del plato.
Al quemarse, el hierro se combinó con el oxígeno gaseoso del aire que lo rodeaba y formó una sustancia nueva, el óxido de hierro:
\text{hierro} + \text{oxígeno} \rightarrow \text{óxido de hierro}
La ley de conservación de la masa dice que en una reacción química la masa total de los productos es igual a la masa total de los reactivos.
Pregunta
Un estudiante dice: "La masa aumentó cuando se quemó la lana de acero, así que este experimento demuestra que la masa se puede crear en una reacción química".
¿Qué respuesta está mejor apoyada por el texto?
Opciones
A. El estudiante tiene razón, porque quemar agrega energía, y la energía tiene masa.
B. La masa del oxígeno del aire no estaba en la balanza al principio; el hierro más el oxígeno es igual a la masa del óxido de hierro.
C. La balanza debía estar descompuesta, porque la masa nunca puede cambiar en ningún experimento.
D. Los átomos de hierro se dividieron en más átomos al quemarse, así que la masa aumentó.
Pista
Piensa en todos los reactivos de la ecuación. ¿Estaban todos en la balanza al principio?
Pregunta 30 de 36
A Tower of Liquids
A student measured the mass and volume of four household liquids. Then she slowly and carefully poured the samples, one at a time, into a tall clear cylinder. The liquids did not mix right away and formed four separate layers. A liquid that is less dense floats on top of a liquid that is denser.
Liquid
Mass (g)
Volume (mL)
Honey
28.4
20.0
Dish soap
31.8
30.0
Water
40.0
40.0
Vegetable oil
23.0
25.0
Density is mass divided by volume: D = \dfrac{m}{V}. (1 mL = 1 cm³.)
A beekeeper fills jars with the same kind of honey used in the experiment. Each jar must hold 355 g of honey. Using the density of honey from the table, what volume of honey goes into each jar?
Pista
First find the density of honey. Then solve D = m/V for V.
Solución paso a paso
Evidence: The table gives honey: mass 28.4 g, volume 20.0 mL. The passage gives D = \dfrac{m}{V}.
Step by step:
Density of honey: D = 28.4 \div 20.0 = 1.42 g/mL.
Solve the formula for volume: V = \dfrac{m}{D}.
Substitute:
V = \frac{355\text{ g}}{1.42\text{ g/mL}} = 250\text{ mL}
Each jar holds 250 mL of honey.
Check:250 \times 1.42 = 355 g. ✓ Honey is denser than water, so 355 g of honey should take up less than 355 mL, and 250 mL does.
Tip: Three forms of one formula: D = m/V, m = D \times V, V = m/D. Use the units to check: g ÷ (g/mL) = mL.
Explicación
Evidencia: La tabla da para la miel: masa de 28.4 g y volumen de 20.0 mL. El texto da D = \dfrac{m}{V}.
Paso a paso:
Densidad de la miel: D = 28.4 \div 20.0 = 1.42 g/mL.
Despeja el volumen en la fórmula: V = \dfrac{m}{D}.
Sustituye:
V = \frac{355\text{ g}}{1.42\text{ g/mL}} = 250\text{ mL}
Cada frasco contiene 250 mL de miel.
Comprobación:250 \times 1.42 = 355 g. ✓ La miel es más densa que el agua, así que 355 g de miel deben ocupar menos de 355 mL, y 250 mL lo cumple.
Consejo: Tres formas de la misma fórmula: D = m/V, m = D \times V, V = m/D. Usa las unidades para comprobar: g ÷ (g/mL) = mL.
Ver en español
Texto: Una torre de líquidos
Una estudiante midió la masa y el volumen de cuatro líquidos de la casa. Luego echó las muestras despacio y con cuidado, una por una, en un cilindro alto y transparente. Los líquidos no se mezclaron de inmediato y formaron cuatro capas separadas. Un líquido menos denso flota encima de un líquido más denso.
Líquido
Masa (g)
Volumen (mL)
Miel
28.4
20.0
Jabón para trastes
31.8
30.0
Agua
40.0
40.0
Aceite vegetal
23.0
25.0
La densidad es la masa dividida entre el volumen: D = \dfrac{m}{V}. (1 mL = 1 cm³.)
Pregunta
Un apicultor llena frascos con el mismo tipo de miel que se usó en el experimento. Cada frasco debe contener 355 g de miel. Usando la densidad de la miel de la tabla, ¿qué volumen de miel va en cada frasco?
Opciones
A. 0.004 mL
B. 250 mL
C. 355 mL
D. 504 mL
Pista
Primero halla la densidad de la miel. Luego despeja V en D = m/V.
Pregunta 31 de 36
Making Rock Candy
Rock candy is made by dissolving as much table sugar (sucrose) as possible in hot water and then letting the solution cool slowly. As the solution cools, sugar crystals grow on a string or stick. The graph shows the greatest mass of sugar that can dissolve in 100 g of water at different temperatures.
Solubility of sugar in water
A solution that holds the greatest possible amount of dissolved sugar at its temperature is saturated; any extra sugar stays undissolved as solid. A solution that holds less than that amount is unsaturated.
A student stirs 250 g of sugar into 100 g of water at 40 °C until no more will dissolve. Then she heats the mixture to 60 °C and stirs again.
Which statement correctly describes the mixture at each temperature?
Pista
Read the solubility at 40 °C and at 60 °C and compare each with 250 g.
Solución paso a paso
Evidence: The graph shows that 100 g of water can dissolve 238 g of sugar at 40 °C and 287 g at 60 °C. The passage says a saturated solution leaves "any extra sugar" undissolved as solid, and an unsaturated solution "holds less than that amount."
Step by step:
At 40 °C: the maximum is 238 g. Since 250 > 238, only 238 g dissolves, and 250 - 238 = 12 g stays solid. The solution is saturated.
At 60 °C: the maximum rises to 287 g. Since 250 < 287, all 250 g dissolves. The solution is now unsaturated: 287 - 250 = 37 g more could still dissolve.
The answer is At 40 °C the solution is saturated with about 12 g of sugar left undissolved; at 60 °C all the sugar dissolves and the solution is unsaturated.
Check: Heating raises solubility (the curve goes up), so the leftover crystals at 40 °C should dissolve when the mixture is heated, which matches.
Tip: Compare the amount added with the solubility at each temperature. Added more than the maximum → saturated with leftover solid. Added less → unsaturated.
Explicación
Evidencia: La gráfica muestra que 100 g de agua pueden disolver 238 g de azúcar a 40 °C y 287 g a 60 °C. El texto dice que, en una solución saturada, "el azúcar que sobra queda sin disolver, en forma sólida", y que una solución no saturada "contiene menos de esa cantidad".
Paso a paso:
A 40 °C: el máximo es 238 g. Como 250 > 238, solo se disuelven 238 g, y 250 - 238 = 12 g quedan sólidos. La solución está saturada.
A 60 °C: el máximo sube a 287 g. Como 250 < 287, se disuelven los 250 g. Ahora la solución está no saturada: todavía se podrían disolver 287 - 250 = 37 g más.
La respuesta es A 40 °C la solución está saturada y quedan unos 12 g de azúcar sin disolver; a 60 °C todo el azúcar se disuelve y la solución está no saturada.
Comprobación: Calentar aumenta la solubilidad (la curva sube), así que los cristales que sobran a 40 °C deben disolverse al calentar la mezcla, lo cual coincide.
Consejo: Compara la cantidad que se agregó con la solubilidad a cada temperatura. Si se agregó más que el máximo → saturada con sólido sobrante. Si se agregó menos → no saturada.
Ver en español
Texto: Cómo hacer caramelo de cristal
El caramelo de cristal se hace disolviendo la mayor cantidad posible de azúcar de mesa (sacarosa) en agua caliente y luego dejando que la solución se enfríe despacio. A medida que la solución se enfría, crecen cristales de azúcar en un hilo o un palito. La gráfica muestra la mayor masa de azúcar que se puede disolver en 100 g de agua a distintas temperaturas.
Una solución que contiene la mayor cantidad posible de azúcar disuelta a su temperatura está saturada; el azúcar que sobra queda sin disolver, en forma sólida. Una solución que contiene menos de esa cantidad está no saturada.
Pregunta
Una estudiante revuelve 250 g de azúcar en 100 g de agua a 40 °C hasta que ya no se disuelve más. Luego calienta la mezcla a 60 °C y la vuelve a revolver.
¿Qué enunciado describe correctamente la mezcla a cada temperatura?
Opciones
A. A 40 °C todo el azúcar se disuelve; a 60 °C unos 37 g quedan sin disolver.
B. A 40 °C la solución está saturada y quedan unos 12 g de azúcar sin disolver; a 60 °C todo el azúcar se disuelve y la solución está no saturada.
C. La solución está saturada a las dos temperaturas, con 12 g sin disolver a 40 °C y 37 g sin disolver a 60 °C.
D. La solución está no saturada a las dos temperaturas, porque 250 g es menos que 287 g.
Pista
Lee la solubilidad a 40 °C y a 60 °C y compara cada una con 250 g.
Pregunta 32 de 36
Pure water has a pH of 7. A sample from a lake harmed by acid rain is found to be 1,000 times more acidic than pure water.
What is the pH of the lake sample?
Pista
How many factors of 10 make 1,000? Each factor of 10 is one pH unit. Which way does pH move when acidity increases?
Solución paso a paso
Evidence: The pH scale is logarithmic: each change of one pH unit is a tenfold change in acidity, and lower pH means more acidic. Pure water is pH 7.
Step by step:
Write 1,000 as a power of ten: 1{,}000 = 10 \times 10 \times 10 = 10^3.
Three factors of 10 means a change of 3 pH units.
More acidic means a lower pH, so subtract: 7 - 3 = 4.
The lake sample has a pH of 4.
Check: Count down: pH 6 is 10 times more acidic than 7, pH 5 is 100 times, pH 4 is 1,000 times. ✓
Tip: To go from "times more acidic" to a pH change, count the zeros: 10 → 1 unit, 100 → 2 units, 1,000 → 3 units. Then move down the scale for more acidic.
Explicación
Evidencia: La escala de pH es logarítmica: cada cambio de una unidad de pH es un cambio de diez veces en la acidez, y un pH más bajo significa más ácido. El agua pura tiene pH 7.
Paso a paso:
Escribe 1,000 como una potencia de diez: 1{,}000 = 10 \times 10 \times 10 = 10^3.
Tres factores de 10 significan un cambio de 3 unidades de pH.
Más ácido significa un pH más bajo, así que resta: 7 - 3 = 4.
La muestra del lago tiene un pH de 4.
Comprobación: Cuenta hacia abajo: pH 6 es 10 veces más ácido que 7, pH 5 es 100 veces y pH 4 es 1,000 veces. ✓
Consejo: Para pasar de "veces más ácido" a un cambio de pH, cuenta los ceros: 10 → 1 unidad, 100 → 2 unidades, 1,000 → 3 unidades. Luego baja en la escala para más ácido.
Ver en español
Pregunta
El agua pura tiene un pH de 7. Se encuentra que una muestra de un lago dañado por la lluvia ácida es 1,000 veces más ácida que el agua pura.
¿Cuál es el pH de la muestra del lago?
Opciones
A. pH 1
B. pH 10
C. pH 4
D. pH 6.997
Pista
¿Cuántos factores de 10 forman 1,000? Cada factor de 10 es una unidad de pH. ¿Hacia qué lado se mueve el pH cuando aumenta la acidez?
Pregunta 33 de 36
CompletarHow Temperature Affects Solubility
Solubility is the greatest amount of a substance (the solute) that can dissolve in a given amount of solvent at a given temperature. A solution holding exactly that maximum is saturated. A solution holding less than the maximum is unsaturated, so more solute can still dissolve. If a saturated solution is cooled and the solubility drops, the extra solute comes out of the solution as solid crystals.
The graph shows how many grams of two salts can dissolve in 100 g of water at different temperatures.
Solubility curves for potassium nitrate and sodium chloride
Potassium nitrate is used in fertilizers. Sodium chloride is ordinary table salt. For most solid solutes, solubility increases as the water gets warmer, but the amount of increase is very different from one substance to another.
A factory makes a saturated solution of potassium nitrate using 200 g of water at 60 °C. The solution is then cooled to 20 °C. Using the graph, what mass of potassium nitrate crystals will come out of the solution?
g
Escribe tu respuesta en el recuadro. Puedes usar fracciones como 3/4.
Pista
The graph is for 100 g of water. Find how much stops dissolving per 100 g, then scale to 200 g.
Solución paso a paso
Evidence: The graph shows potassium nitrate's solubility is 110 g at 60 °C and 32 g at 20 °C, both per "100 g of water." The passage says "If a saturated solution is cooled and the solubility drops, the extra solute comes out of the solution as solid crystals."
Step by step:
Per 100 g of water: dissolved at 60 °C = 110 g; can stay dissolved at 20 °C = 32 g. Crystals = 110 - 32 = 78 g.
The factory used 200 g of water, twice as much, so twice as much salt was dissolved and twice as much comes out:
2 \times 78 = 156\text{ g}
Check another way: at 60 °C, 200 g of water holds 2 \times 110 = 220 g; at 20 °C it holds 2 \times 32 = 64 g; 220 - 64 = 156 g. ✓
156 g of potassium nitrate crystals will form.
Tip: Always check what amount a solubility graph is based on (here, 100 g of water). If the problem uses a different amount, scale your answer.
Explicación
Evidencia: La gráfica muestra que la solubilidad del nitrato de potasio es de 110 g a 60 °C y de 32 g a 20 °C, ambas por cada "100 g de agua". El texto dice: "Si una solución saturada se enfría y la solubilidad baja, el soluto sobrante sale de la solución como cristales sólidos".
Paso a paso:
Por cada 100 g de agua: disuelto a 60 °C = 110 g; lo que puede seguir disuelto a 20 °C = 32 g. Cristales = 110 - 32 = 78 g.
La fábrica usó 200 g de agua, el doble, así que se disolvió el doble de sal y sale el doble:
2 \times 78 = 156\text{ g}
Comprobación de otra manera: a 60 °C, 200 g de agua contienen 2 \times 110 = 220 g; a 20 °C contienen 2 \times 32 = 64 g; 220 - 64 = 156 g. ✓
Se formarán 156 g de cristales de nitrato de potasio.
Consejo: Revisa siempre en qué cantidad se basa una gráfica de solubilidad (aquí, 100 g de agua). Si el problema usa otra cantidad, ajusta tu respuesta a escala.
Ver en español
Texto: Cómo afecta la temperatura a la solubilidad
La solubilidad es la mayor cantidad de una sustancia (el soluto) que se puede disolver en una cantidad dada de solvente a una temperatura dada. Una solución que contiene exactamente ese máximo está saturada. Una solución que contiene menos del máximo está no saturada, así que todavía se puede disolver más soluto. Si una solución saturada se enfría y la solubilidad baja, el soluto que sobra sale de la solución en forma de cristales sólidos.
La gráfica muestra cuántos gramos de dos sales se pueden disolver en 100 g de agua a distintas temperaturas.
El nitrato de potasio se usa en los fertilizantes. El cloruro de sodio es la sal de mesa común. En la mayoría de los solutos sólidos, la solubilidad aumenta a medida que el agua se calienta, pero cuánto aumenta es muy distinto de una sustancia a otra.
Pregunta
Una fábrica prepara una solución saturada de nitrato de potasio con 200 g de agua a 60 °C. Luego la solución se enfría a 20 °C. Usando la gráfica, ¿qué masa de cristales de nitrato de potasio saldrá de la solución?
_____ g
Pista
La gráfica es para 100 g de agua. Halla cuánto deja de estar disuelto por cada 100 g y luego multiplícalo para 200 g.
Pregunta 34 de 36
Heating Ice to Steam
A student placed 100 g of ice at −20 °C in a covered container on a hot plate. The hot plate delivered thermal energy at a steady rate the whole time. A sensor recorded the temperature until all of the water had turned to steam and the steam reached 120 °C. The graph is divided into segments A through E.
Heating curve of water
At normal air pressure, pure water melts at 0 °C and boils at 100 °C. A substance can be a solid, a liquid or a gas, and it can also be changing from one of these states to another.
Which conclusion about the 100 g sample is best supported by the graph and the passage?
Pista
The hot plate adds energy at a steady rate, so the time each segment lasts tells you how much energy it took.
Solución paso a paso
Evidence: The passage says the hot plate "delivered thermal energy at a steady rate the whole time." The graph shows segment B (melting) lasting from 1 min to 9 min, and segment D (boiling) lasting from 19 min to 73 min.
Step by step:
Because energy flows in at a steady rate, energy added is proportional to time.
Melting (B):9 - 1 = 8 min.
Boiling (D):73 - 19 = 54 min.
Ratio: 54 \div 8 \approx 6.8. So boiling all the water took nearly 7 times as much energy as melting all the ice.
Compare the other claims: the liquid water warmed for 19 - 9 = 10 min (segment C), longer than melting took (8 min), so melting did not take more energy than warming the liquid. The temperature stays constant during both B and D, so it did not rise the whole time. The steam (E) warmed 20 °C in 1 min, while the liquid (C) warmed 100 °C in 10 min (10 °C per minute); steam warms faster, not more slowly.
The best-supported conclusion is Turning the liquid water into steam took more than six times as much energy as melting the ice.
Check: This matches measured values for water: about 2,260 J per gram to boil it, but only about 334 J per gram to melt ice, a ratio of about 6.8.
Tip: On a heating curve made with a steady heat source, the length of a segment measures energy. Compare lengths (time), not heights.
Explicación
Evidencia: El texto dice que la parrilla "entregó energía térmica a un ritmo constante todo el tiempo". La gráfica muestra que el tramo B (fusión) dura del minuto 1 al 9, y que el tramo D (ebullición) dura del minuto 19 al 73.
Paso a paso:
Como la energía entra a un ritmo constante, la energía que se agrega es proporcional al tiempo.
Fusión (B):9 - 1 = 8 min.
Ebullición (D):73 - 19 = 54 min.
Razón: 54 \div 8 \approx 6.8. Así que hervir toda el agua necesitó casi 7 veces más energía que derretir todo el hielo.
Compara las otras afirmaciones: el agua líquida se calentó durante 19 - 9 = 10 min (tramo C), más de lo que tardó la fusión (8 min), así que derretir el hielo no necesitó más energía que calentar el líquido. La temperatura se mantiene constante durante B y D, así que no subió todo el tiempo. El vapor (E) se calentó 20 °C en 1 min, mientras que el líquido (C) se calentó 100 °C en 10 min (10 °C por minuto); el vapor se calienta más rápido, no más despacio.
La conclusión mejor apoyada es Convertir el agua líquida en vapor necesitó más de seis veces la energía que se necesitó para derretir el hielo.
Comprobación: Esto coincide con los valores medidos para el agua: unos 2,260 J por gramo para hervirla, pero solo unos 334 J por gramo para derretir el hielo, una razón de cerca de 6.8.
Consejo: En una curva de calentamiento hecha con una fuente de calor constante, la longitud de un tramo mide la energía. Compara longitudes (tiempo), no alturas.
Ver en español
Texto: Calentar hielo hasta convertirlo en vapor
Un estudiante puso 100 g de hielo a −20 °C en un recipiente tapado sobre una parrilla eléctrica. La parrilla entregó energía térmica a un ritmo constante todo el tiempo. Un sensor registró la temperatura hasta que toda el agua se convirtió en vapor y el vapor llegó a 120 °C. La gráfica está dividida en los tramos A a E.
A la presión atmosférica normal, el agua pura se derrite a 0 °C y hierve a 100 °C. Una sustancia puede ser un sólido, un líquido o un gas, y también puede estar cambiando de uno de estos estados a otro.
Pregunta
¿Qué conclusión sobre la muestra de 100 g está mejor apoyada por la gráfica y el texto?
Opciones
A. Derretir el hielo requirió más energía que calentar el agua líquida de 0 °C a 100 °C.
B. La temperatura de la muestra subió durante todo el tiempo en que se agregaba energía.
C. Convertir el agua líquida en vapor requirió más de seis veces la energía necesaria para derretir el hielo.
D. El vapor se calienta más despacio que el agua líquida cuando se agrega la misma energía.
Pista
La parrilla agrega energía a un ritmo constante, así que lo que dura cada tramo te dice cuánta energía se necesitó.
Pregunta 35 de 36
Burning Steel Wool
A teacher placed a fluffy pad of steel wool, which is made of thin strands of iron, in a heat-proof dish on an electronic balance. The dish and steel wool together had a mass of 30.0 g. She touched a battery to the steel wool. The strands glowed orange as they burned, and the gray metal turned dark and brittle. After the dish cooled, the balance read 31.6 g. No pieces fell out of the dish.
During burning, the iron combined with oxygen gas from the surrounding air to form a new substance, iron oxide:
The law of conservation of mass states that in a chemical reaction, the total mass of the products equals the total mass of the reactants.
The teacher wants to repeat the experiment in a way that shows the total mass stays the same during the reaction. Which change to the procedure would best do this?
Pista
The mass changed because something crossed the boundary of what was being weighed. How could you keep every reactant and product on the balance?
Solución paso a paso
Evidence: The passage says "the iron combined with oxygen gas from the surrounding air." In the original setup, that oxygen was not on the balance at the start, so the reading rose from "30.0 g" to "31.6 g."
Step by step:
To show conservation of mass, every reactant and every product must be weighed both before and after. This means making a closed system.
Sealing the steel wool inside a flask that contains plenty of air (with a stopper) and igniting it there, using wires through the stopper, puts the iron and the oxygen on the balance from the start. Nothing can enter or leave.
Using more steel wool would just make the mass increase larger; it would not stop oxygen from entering.
Weighing only the iron oxide afterward, without the dish, still does not account for the oxygen that came from the air, which was not on the balance at the start.
Using a fan to burn it faster brings in even more outside oxygen while the dish is open.
The answer is Burn the steel wool inside a sealed flask filled with air, and weigh the whole flask before and after.
Check: In a sealed flask, the oxygen that joins the iron is already part of the mass before the reaction, so the reading should stay the same, just as in a sealed balloon-and-flask vinegar experiment.
Tip:Show that mass is conserved almost always means close the system: seal the container so no gas can get in or out.
Explicación
Evidencia: El texto dice que "el hierro se combinó con el oxígeno gaseoso del aire que lo rodeaba". En el montaje original, ese oxígeno no estaba en la balanza al principio, así que la lectura subió de "30.0 g" a "31.6 g".
Paso a paso:
Para mostrar la conservación de la masa, hay que pesar todos los reactivos y todos los productos antes y después. Esto significa formar un sistema cerrado.
Si se encierra la lana de acero en un matraz con bastante aire (tapado con un tapón) y se enciende ahí, con alambres que pasan por el tapón, el hierro y el oxígeno están en la balanza desde el principio. Nada puede entrar ni salir.
Usar más lana de acero solo haría mayor el aumento de masa; no evitaría que entrara oxígeno.
Pesar solo el óxido de hierro al final, sin el plato, sigue sin tomar en cuenta el oxígeno que vino del aire, que no estaba en la balanza al principio.
Usar un ventilador para que se queme más rápido mete todavía más oxígeno de afuera mientras el plato está abierto.
La respuesta es Quemar la lana de acero dentro de un matraz cerrado lleno de aire y pesar todo el matraz antes y después.
Comprobación: En un matraz cerrado, el oxígeno que se une al hierro ya forma parte de la masa antes de la reacción, así que la lectura debería quedarse igual, igual que en el experimento de vinagre con un globo sobre un matraz cerrado.
Consejo:Mostrar que la masa se conserva casi siempre significa cerrar el sistema: tapa el recipiente para que ningún gas pueda entrar ni salir.
Ver en español
Texto: Quemar lana de acero
Una maestra colocó una almohadilla esponjosa de lana de acero, que está hecha de hilos delgados de hierro, en un plato resistente al calor sobre una balanza electrónica. El plato y la lana de acero juntos tenían una masa de 30.0 g. Tocó la lana de acero con una batería. Los hilos brillaron de color anaranjado mientras se quemaban, y el metal gris se volvió oscuro y quebradizo. Cuando el plato se enfrió, la balanza marcaba 31.6 g. No se cayó ningún pedazo del plato.
Al quemarse, el hierro se combinó con el oxígeno gaseoso del aire que lo rodeaba y formó una sustancia nueva, el óxido de hierro:
\text{hierro} + \text{oxígeno} \rightarrow \text{óxido de hierro}
La ley de conservación de la masa dice que en una reacción química la masa total de los productos es igual a la masa total de los reactivos.
Pregunta
La maestra quiere repetir el experimento de manera que muestre que la masa total se mantiene igual durante la reacción. ¿Qué cambio en el procedimiento lograría esto mejor?
Opciones
A. Usar el doble de lana de acero para que el cambio se vea más fácilmente.
B. Pesar solo el óxido de hierro después de quemarlo, sin el plato.
C. Soplar aire sobre la lana de acero con un ventilador para que se queme más rápido.
D. Quemar la lana de acero dentro de un matraz sellado lleno de aire, y pesar todo el matraz antes y después.
Pista
La masa cambió porque algo cruzó el límite de lo que se estaba pesando. ¿Cómo podrías mantener todos los reactivos y productos en la balanza?
Pregunta 36 de 36
Menú
A thin, protective coating forms on aluminum pans when aluminum reacts with oxygen in the air to form aluminum oxide.
Select the coefficients that balance the equation.
Al + \text{O}_2 → \text{Al}_2\text{O}_3
Elige una respuesta en cada menú.
Pista
Oxygen atoms come in 2s on the left and in 3s on the right. Find the smallest number of oxygen atoms that both can make.
Solución paso a paso
Evidence: The formula \text{Al}_2\text{O}_3 has 2 aluminum atoms and 3 oxygen atoms. \text{O}_2 has 2 oxygen atoms. By the law of conservation of mass, each kind of atom must be equal on both sides.
Step by step:
Oxygen first: the left side has oxygen in pairs (\text{O}_2) and the right side in threes (\text{Al}_2\text{O}_3). The smallest number both can make is 6.
To get 6 O on the right: 2\,\text{Al}_2\text{O}_3 (2 \times 3 = 6). To get 6 O on the left: 3\,\text{O}_2 (3 \times 2 = 6).
Aluminum:2\,\text{Al}_2\text{O}_3 contains 2 \times 2 = 4 Al, so put 4 in front of Al.
Final equation:
4\,\text{Al} + 3\,\text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{Al}_2\text{O}_3
Atom
Left
Right
Al
4
2 × 2 = 4
O
3 × 2 = 6
2 × 3 = 6
The coefficients are 4, 3 and 2.
Check: The coefficients 4, 3, 2 have no common factor, so this is the simplest balanced form.
Tip: When an element has an even subscript on one side and an odd one on the other (2 and 3 here), use the least common multiple (6) to balance it, then fix the other element.
Explicación
Evidencia: La fórmula \text{Al}_2\text{O}_3 tiene 2 átomos de aluminio y 3 átomos de oxígeno. \text{O}_2 tiene 2 átomos de oxígeno. Según la ley de conservación de la masa, cada tipo de átomo tiene que ser igual en los dos lados.
Paso a paso:
Primero el oxígeno: en el lado izquierdo el oxígeno viene en pares (\text{O}_2) y en el lado derecho en grupos de tres (\text{Al}_2\text{O}_3). El número más pequeño que pueden formar los dos es 6.
Para tener 6 O a la derecha: 2\,\text{Al}_2\text{O}_3 (2 \times 3 = 6). Para tener 6 O a la izquierda: 3\,\text{O}_2 (3 \times 2 = 6).
Aluminio:2\,\text{Al}_2\text{O}_3 contiene 2 \times 2 = 4 Al, así que pon 4 delante de Al.
Comprobación: Los coeficientes 4, 3 y 2 no tienen un factor común, así que esta es la forma balanceada más simple.
Consejo: Cuando un elemento tiene un subíndice par en un lado y uno impar en el otro (aquí 2 y 3), usa el mínimo común múltiplo (6) para balancearlo y luego ajusta el otro elemento.
Ver en español
Pregunta
Una capa protectora delgada se forma en las ollas de aluminio cuando el aluminio reacciona con el oxígeno del aire y forma óxido de aluminio.
Selecciona los coeficientes que balancean la ecuación.
_____ Al + _____ \text{O}_2 → _____ \text{Al}_2\text{O}_3
Opciones
2
3
4
6
2
3
4
6
1
2
3
4
Pista
Los átomos de oxígeno vienen de 2 en 2 a la izquierda y de 3 en 3 a la derecha. Halla el menor número de átomos de oxígeno que pueden formar los dos.