ESTEQUIOMETRIA
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APUNTES PARA CURSO DE QUÍMICA GENERAL. BORRADOR. ENRIQUE CORAO FEBRES 2010.
ESTEQUIOMETRIA
Hemos venido enfatizando la relación constante que existe entre la
masa de un elemento y el número de átomos de ese elemento. Esto es una
consecuencia natural de la Teoría Atómica, y con base a ella hemos llegado
a la fórmula de los compuestos, y con estas podemos “escribir” las
reacciones químicas, en un lenguaje propio de la química. Por ejemplo si
mezclamos N2O5 y H2O obtenemos ácido nítrico, cuya fórmula se escribe
HNO3, en lenguaje químico escribimos: N2O5 + H2O ---> HNO3 ; donde
el signo “+” se lee como “reacciona con” y la “flecha” ---> “para producir”. La
reacción química, tal y como está escrita, no cumple sin embargo con la
Teoría Atómica ¿ Puedes decir porqué?
TRATA DE RESPONDER
Espero te hayas dado cuenta que NO hay el mismo número de
átomos, por ejemplo de N, en los reactantes y en los productos, es decir a
la izquierda y a la derecha de la --->. Si consideramos una molécula de
N2O5, la misma tiene dos átomos de N, mientras que la de HNO3 tiene
sólo uno, por tanto un N2O5 produce al menos 2 HNO3 con lo cual
tenemos 2 N antes y después y por tanto se conservan los átomos de N,
¿ Qué hay de los demás átomos ? Tomemos los H, tenemos 2 H antes y
después, luego se conservan, y los O tenemos 6 antes, 5+1 , y 6 después,
2x3. La ecuación, como se le llama a la reacción química “balanceada”,
queda:
N2O5 + H2O ---> 2 HNO3.
ENRIQUE CORAO Página 1 12/04/2023document.doc
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APUNTES PARA CURSO DE QUÍMICA GENERAL. BORRADOR. ENRIQUE CORAO FEBRES 2010.
LAS ECUACIONES QUIMICAS
Hemos establecido en clase, siguiendo un poco el curso de la
historia de las ideas en química, que al interpretar las reacciones químicas,
en términos de la Teoría Atómica, relacionamos la medida de la cantidad de
materia, la masa, con el número de átomos, que la forman, y que la materia
compuesta es el resultado de la asociación de átomos, y que en este
proceso, al cual llamamos reacción química, los átomos se conservan.
Esta información se traduce en las fórmulas químicas y en las
ecuaciones químicas.
FORMULAS QUIMICAS:
Tomemos las fórmulas de algunos compuestos que nos son familiares.
Sílice (óxido de silicio, presente en la arena y el vidrio) SiO2
Azúcar (la que comemos aquí es sacarosa) C12H22O11
Oxido de aluminio (presente en la bauxita, y algunos antiácidos
estomacales) Al2O3
Sal común (presente en la sal de mesa) NaCl
Hipoclorito de sodio (presente en la lejía) NaClO
Acido sulfúrico (el ácido de batería) H2SO4
En la fórmula, como indicamos anteriormente, encontramos dos
informaciones a simple vista. Una la de los elementos que forman el
compuesto, dada por los símbolos; y otra la proporción en que estos se
encuentran, dada por los sub-índices. Así, en el caso del sílice, tenemos
que cada molécula de este óxido está formada por 1 átomo de Si, y 2
átomos de O . Recalcamos que los números 1 y 2 representan relaciones,
por ejemplo 1 átomo de Si por cada 1 molécula de sílice; o la relación 2
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APUNTES PARA CURSO DE QUÍMICA GENERAL. BORRADOR. ENRIQUE CORAO FEBRES 2010.
átomos de O por cada 1 molécula de sílice. Lo cual permite deducir la
relación: 1 átomo de Si por cada 2 átomos de O . Cuando tomamos un
puñado de arena, sabemos que estamos agarrando mucho más que un
átomo de Si, lo que podemos afirmar es que por cada átomo de Si que
tengamos tendremos el doble de átomos de O y la misma cantidad de
moléculas de SiO2, que de átomos de Si .
Escribe todas las relaciones que se pueden establecer para cada
una de las sustancias listadas anteriormente. En la relación, indica el
número y el átomo o molécula, al que se refiere.
En el SiO2, por ejemplo, sería:
2 O 1 Si 1 Si ; ; 1SiO2 SiO2 2 O
La sacarosa, como todos los azúcares, forma parte de los
carbohidratos, o hidratos de carbono, (el prefijo hidra o hidro se refiere al
agua) ya que su fórmula puede ser representada como Cx(H2O)y . A pesar
de que la molécula de agua no está presente, como tal, en el carbohidrato.
¿Cuánto valen los sub-índices x e y para la sacarosa?
TRATA DE RESPONDER ANTES DE CONTINUAR LEYENDO
Hemos visto lo conveniente que resulta, al tratar de fórmulas y
ecuaciones químicas, hablar de número de átomos y moléculas, por ser las
relaciones numéricas sencillas, y reflejar éstas la estructura de la materia.
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Cuando pesamos, por ejemplo 3,36 g de N, estamos definiendo un cierto
número de átomos, ¿ No es así ? Bien.
¿ Cuál es ese número de átomos? El número de átomos, presentes en esa pequeña masa de N, es
fabulosamente grande. El número tiene un tamaño, del orden de 1022. Si
fuera posible contar los átomos, y uno contara a razón de un átomo por
segundo necesitaría 1022 segundos. ¿ Cuánto es ese tiempo en años ?
Bueno un año son 31.536.000 segs., es decir 31x106, 31 millones, 1022 por
tanto son 1016 años, lo cual representa más de 100 millones de millones de
siglos. Creo que al pensar en este tiempo tan largo, nos daremos cuenta
que el número de átomos presente en una cantidad pequeña de materia es
muy grande.
Esta es una de las razones, el tamaño tan pequeño de los átomos,
para utilizar la masa como una forma de contar los átomos. Para ello
necesitamos definir una unidad, que refleje la relación entre la masa y el
número de átomos. Esto es precisamente lo que han hecho los químicos al
definir la unidad conocida como el MOL.
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DEFINICION DE MOL:
“ El MOL es el número de átomos de carbono C presentes en exactamente
12,0000 g de carbono C .”1
El mol sirve para contar átomos, solo que lo hace refiriéndolo a una
masa, 12,0000 g de C. La definición de MOL nos lleva a definir los PESOS
ATOMICOS como la masa, en gramos, de UN MOL de átomos. Las
unidades de los pesos atómicos son por tanto g / mol.
El peso atómico del carbono, base de la escala actual de pesos
atómicos, que sigue siendo una escala relativa, ya que el valor de 12,0000
lo hemos definido a conveniencia, será 12,0000 g/mol, que no es otra cosa
que decir que 1 MOL de C pesa 12,0000 g Tenemos entonces que el peso
atómico es una relación entre la masa de un elemento, medida en gramos,
y el número de átomos de ese elemento, medido en moles, que le
corresponde.
Para cada elemento tendremos entonces que su Peso Atómico (PA)
es una constante, es decir no varía, y su valor numérico es la relación entre
la masa (m) y el número de moles (n). En forma algebraica será PA = m/n .
Por ejemplo para el carbono tendremos:
12,01 (g/mol) = m (g) / n (mol) , es decir que cualquier masa de Carbono ,
m, dividida entre el número de moles que contiene, n , será siempre igual a
12,01 . 12,01 = m / n . Si conozco m podré determinar n y viceversa.
Una vez definido el MOL, como unidad para el número de átomos o de
moléculas, o de cualquier partícula atómica o sub-atómica ; las relaciones que
podemos establecer, de las dadas por las fórmulas, o las ecuaciones químicas,
para átomos o moléculas serán numéricamente iguales a las que corresponden
1La definición se refiere al isótopo 12 del carbono. Ese número llamado "de
Avogadro" en honor del químico del siglo XIX, ha sido determinado
experimentalmente, y vale 6,022045 x 1023.
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a moles de átomos o moles de moléculas. Así en las fórmulas que examinamos
antes, tendremos las mismas relaciones numéricas, pero en moles. Veamos:
12 moles de c 22 moles de H 11 moles de OC12H22O11 → ; ; ; ;
1 mol de C12H22011 12 moles de C 22 moles de H
y todas las relaciones que se pueden derivar de estas.
Consideraremos, de aquí en adelante, que todas las relaciones entre
número de átomos o moléculas, las expresamos en moles.
Tómenos la relación para la sacarosa, entre H y C: 22H/12C
¿Qué nos indica?
22 H 11 H x H = =12 C 6 C y C
donde x representa cualquier cantidad de moles de H e y la que corresponde de
C.
En términos de funciones tenemos que f(x) = k.y = x, es decir que a todo
valor de y le corresponde un valor de x, para obtener el mismo, solo
necesitamos conocer el valor de k. A k se le conoce como la constante de
proporcionalidad, en este caso la pendiente de la recta. En nuestro ejemplo de la
sacarosa, y la relación entre C y H, ¿ Cuánto vale k?
RESPONDE !!!
Espero que la respuesta dada sea 6/11 ¿De dónde sale este valor?
volvamos a la proporción entre H y C para la sacarosa.
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11 H X H =6 C Y C
tenemos una igualdad, los valores numéricos son: 11, 6, X, Y. Las unidades
moles de H y moles de C.
Podemos escribir, en función de los valores numéricos solamente:
11 X =
6 Y
"despejando" Y significa colocar esta variable de un solo lado de la igualdad, en
este caso es muy sencillo ya que si multiplicamos ambos lados de la igualdad
por y, la igualdad no se altera, de aquí la expresión: "lo que está dividiendo pasa
multiplicando". Por lo tanto tendremos:
11 . Y 6 . X = X ó lo que es igual; Y = ; Y = 0,545.X
6 11 en forma general Y = K.X ¿Qué unidades tendrá K?.
Recordemos que 11 representa moles de H, y 6 moles de C. Por tanto k
tiene las unidades (moles C/moles H) es decir k expresa, como hemos dicho,
una proporción.
A riesgo de ser fastidiosos, hemos repetido el sentido de la relación entre
moles de átomos que podemos deducir de la fórmula de un compuesto. Hemos
visto que dicha relación nos permite calcular las cantidades de moles de un
átomo que le corresponden a una cierta cantidad de moles de otro átomo.
Consideremos una cantidad de sacarosa, que nos dicen contiene 1,56
moles de C. ¿Cuántos moles de H tendrá?
x (molesdeH) = (11/6) y = 1,83 x 1,56 = 2,85 moles de H.
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Con base al enunciado anterior, resuelve ¿Cuántos moles de O y cuántos
moles de sacarosa corresponderán, a 1,56 moles de C?
RESP: (0 = 1.43; C12H22O11 = 0 .13)
Para cada uno de los compuestos siguientes, establece las relaciones
entre moles, similares a las planteadas para la sacarosa, es decir entre moles de
átomos, y entre moles de átomos y moles de compuesto.
Al2O3, NaCl, NaClO, H2SO4
Se dispone de 0,587 moles de óxido de aluminio, determine: ¿Cuántos
moles de Al y cuántos de O contiene esa cantidad?
RESUELVE Y COMPARA TU RESPUESTA CON LAS QUE SE DAN A
CONTINUACION.
a.2 moles de Al y 3 moles de O.
b.0,587 moles de O y 0,587 moles de Al.
c.1,17 moles de Al y 1,17 moles de O.
d.1,77 moles de O y 1,17 moles de Al.
e.0,29 moles de Al y 0,19 moles de O.
A CONTINUACION HAY 5 PARRAFOS, LEE PRIMERO EL QUE
CORRESPONDE A LA LETRA DE LA RESPUESTA ESCOGIDA POR TI. SI
ESCOGISTE e) LEE E.
A
Incorrecto. La cantidad de moles de Al2O3 es 0,587 lo cual es menos de
un mol del compuesto, por tanto tiene que haber menos moles de Al de los que
hay en un mol de Al203, recuerda que los sub-índices 2 y 3 representan
relaciones, si tienes 1 Al2O3 entonces tendrás 2 Al y 3 O. De contrario no.
TRATA DE RESOLVER DE NUEVO.
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APUNTES PARA CURSO DE QUÍMICA GENERAL. BORRADOR. ENRIQUE CORAO FEBRES 2010.
B
No. Recuerda que los sub-índices te indican la relación entre los moles de
Al y O y los de Al2O3. Para que haya igual cantidad de moles de los átomos y la
molécula, los sub-índice tendrían que ser 1. LEE EL PARRAFO A Y TRATA DE
RESOLVER DE NUEVO.
C
La respuesta para el Al es correcta, probablemente la obtuviste
multiplicando 0,587 por 2, ya que la relación entre Al y Al2O3 es de 2/1. Pero
como el sub-índice del O es 3, no puede haber igual cantidad de moles de O,
que de Al. INTENTALO DE NUEVO.
D
Correcto, (2/1) x 0,587 moles de Al y (3/1) x 0,587 moles de O. De
acuerdo al valor de los sub-índices, debe haber más moles de O que de Al.
SIGUE ADELANTE.
E
No. Probablemente dividistes en vez de multiplicar. El factor para el Al es
2Al/1Al2O3 que si lo multiplicas por los 0,587 moles de Al2O3 obtienes los
moles de Al. Revisa el cálculo del texto para la sacarosa y el "despeje".
INTENTALO DE NUEVO.
Los ejercicios que hemos resuelto, han tenido como fundamento las
relaciones que se pueden establecer entre los sub-índice de una fórmula
química. Relaciones similares podemos establecer con base a los coeficientes
de una reacción química balanceada.
En esencia es lo mismo, así como los sub-índices indican una relación
entre moles de átomos, los coeficientes indican una relación entre moles de
reactantes y/o productos. Tómenos como ejemplo la formación del óxido de
hierro, a partir del metal en presencia del aire. La ecuación química es:
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4 Fe + 3 O2 ® 2 Fe2O3
Los coeficientes que balancean la reacción son: 4, 3, 2. Con base a ellos
podemos establecer las siguientes relaciones, entre los moles que reaccionan
de cada sustancia:
4 Fe x Fe 3O2 yO2 4Fe 2Fe x Fe = ; = ; = =
3O2 yO2 2Fe2O3 zFe2O3 2Fe2O3 Fe2O3 zFe2O3
Con base a estas relaciones, podemos determinar las cantidades que
reaccionan de Fe o de O2 y las que se producen de Fe2O3, con base a
cualquier cantidad (x, y, z) de esas sustancias. Es decir si sabemos cuántos
moles de Fe reaccionan (x) podremos saber cuántos de O2 reaccionan o
cuántos de Fe2O3 se formarán.
RESUELVE EL SIGUIENTE EJERCICIO
EJERCICIO 3
Una cabilla de un kilo expuesta a la intemperie sufre, al cabo de cierto
tiempo, una oxidación equivalente a o,235 moles de Fe. ¿ Cuántos moles del
óxido se producen y cuántos moles de oxígeno reaccionaron? Usa, para el
problema, la ecuación escrita arriba.
RESUELVE Y COMPARA TU RESPUESTA CON LAS QUE SE DAN A
CONTINUACION.
a.3 moles de O2 y 2 moles de Fe2O3
b.0.176 moles de O2 y .117 de Fe2O3
c.0.313 moles de O2 y .47 de Fe2O3
d.0.117 moles de O2 y .176 de Fe2O3
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A CONTINUACION HAY 4 PARRAFOS, LEE PRIMERO EL QUE
CORRESPONDE A LA LETRA DE LA RESPUESTA ESCOGIDA POR TI. POR
EJEMPLO SI ESCOGISTE a) LEE PRIMERO la A.
A
Para que se produzcan 2 moles de Fe2O3 se necesitan 4 moles de Fe, y
el problema establece que sólo reaccionan 0,235 de Fe. Lo mismo se aplica
para el O2. La ecuación química NO dice que reaccionan 3 O2 o que se
producen 4 Fe2O3, sino que por cada 4 moles de Fe reaccionaran 3 moles de
O2 y se producirán 2 Fe2O3.
LEE DE NUEVO EL EJEMPLO E INTENTA RESOLVER EL PROBLEMA DE
NUEVO.
B
Correcto, si utilizaste una relación como: 4Fe/302 = 0,235Fe/yO2 o algo
similar resolviste el problema bien. CONTINUA ADELANTE !!!
C
No. Probablemente tuvistes problema con el despeje o el
planteamientodelas relaciones, ya que los resultados indican que multiplicastes
por los coeficientes en forma incorrecta.
REVISA TUS CALCULOS, Y SI ES NECESARIO EL EJEMPLO. REPITELOS.
D
No. Los resultados que obtuvistes están intercambiados, revisa tus
cálculos. Lee el párrafo C.
ENRIQUE CORAO Página 11 12/04/2023document.doc
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Probablemente te preguntarás porque no usamos el "dato" de un kilo de cabilla.
La respuesta es que no hace falta, lo importante para el cálculo químico es lo
que reacciona, no lo que esté presente.
Una habilidad que debes desarrollar, al resolver problemas, es diferenciar
lo relevante de lo irrelevante. Esta habilidad se adquiere resolviendo problemas.
Bueno, hemos visto que como consecuencia de la Teoría Atómica,
podemos escribir las fórmulas químicas y balancear las reacciones químicas, y
hemos examinado la información que ambas nos aportan. Sabemos que si
conocemos los moles que se combinan de cada átomo para formar un
compuesto, podemos conocer la fórmula de ese compuesto, al menos la fórmula
mínima, o fórmula empírica.
Por ejemplo, si sabemos que 0,272 moles de vanadio (V), se combinan
con 0,680 moles de oxígeno (O), podemos determinar la fórmula del compuesto.
¿Cómo?
Simplemente recordemos que la fórmula no es otra cosa que conocer los
sub-índices, ya que conozco que la sustancia está formada por vanadio y
oxígeno.
¿Qué nos indican los sub-índices?
Estos nos indican la proporción que existe entre los átomos que forman al
compuesto, por tanto conocer la fórmula, que podemos escribir genéricamente
como VxOy; no es otra cosa que conocer la proporción x/y ¿Cuánto vale esa
relación en el problema planteado para el óxido de Vanadio?
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RELEE EL PROBLEMA Y RESPONDE ANTES DE CONTINUAR !!!
Espero que hayas respondido 0,272/0,680 = x/y = 0,400/1,00 = 4/10 lo
que es lo mismo que 2/5, como 2 y 5 son primos entre si, tenemos que la
relación entre números naturales, más pequeña, que podemos obtener es 2/5;
podemos considerar por tanto que la fórmula mínima es V2O5.
Fíjate que al hacer la división entre moles de V y moles de O que se
combinaron, establecemos el valor de la relación para el denominador igual a 1.
Es decir: 0,272/0,680 = 0,400/1 hacemos esto porque sabemos que la fórmula
implica números naturales pequeños.
Aún cuando el resultado va a ser el mismo, conviene plantear la
relación del mayor entre el menor, ya que de esa forma tendremos en el
numerador números mayores que 1, con los cuales usualmente es más
fácil trabajar. En este caso la relación la plantearíamos como: 0,680/0,272 =
2,5/1 = 5/2.
RELACIONES PONDERALES
Las relaciones que hemos establecido son válidas y remarcan la
importancia de los moles en química, sin embargo como ya hemos dicho, la
manera de contar moles es determinando la masa, es decir pesando.
Recordemos la definición de mol, que parte precisamente de establecer
una masa, 12,000 g, de carbono. Esta definición, como ya dijimos, conduce al
ENRIQUE CORAO Página 13 12/04/2023document.doc
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APUNTES PARA CURSO DE QUÍMICA GENERAL. BORRADOR. ENRIQUE CORAO FEBRES 2010.
establecimiento de los Pesos Atómicos, que no son otra cosa que la relación
entre masa y número de moles para cada elemento.
Por tanto si conocemos la masa de un elemento podemos saber cuántos
moles tenemos. Esto precisamente es lo que se hace en un laboratorio, se
determinan, pesando, las masas de elementos que reaccionan, y con base a los
Pesos Atómicos de esos elementos, los moles de cada uno y luego la fórmula
del compuesto que se formó; como hicimos en el ejemplo del óxido de vanadio.
EJERCICIO 4
En el laboratorio se determina, que 1,456 g, de uranio reaccionan con
0,391 g, de oxígeno. Determinar la fórmula del óxido.
RESUELVE Y COMPARA TU RESPUESTA CON LA QUE SE DA A
CONTINUACION.
Para resolver el problema, sólo necesitamos conocer los moles de uranio,
y los moles de oxígeno que reaccionan y proceder en forma análoga al ejercicio
del óxido de vanadio.
¿Cómo calculamos los moles?
Con base a los Pesos Atómicos respectivos. Tenemos que para el uranio
(U) el P.A. es 238 g/mol y el de O 16,0 g/mol; lo que requiere decir que: 238 g/l
mol = 1,456 g/x mol. Por tanto x, la cantidad de moles de U que corresponde a
1,456g, de U será:
1,456 . 1x = moles de U = .00612 moles de U
ENRIQUE CORAO Página 14 12/04/2023document.doc
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APUNTES PARA CURSO DE QUÍMICA GENERAL. BORRADOR. ENRIQUE CORAO FEBRES 2010.
238
sencillamente la masa entre el Peso Atómico, para el oxígeno tendremos que los
moles serán: 0,391/16 = .0244 moles de O.
Y si procedemos en forma análoga a lo hecho para el óxido de vanadio,
tendremos que la fórmula, empírica o mínima, del óxido de uranio será UO4.
Comprueba este resultado haciendo los cálculos pertinentes.
PESOS MOLECULARES
Los Pesos Moleculares no son otra cosa que el peso, en gramos, de un
mol de moléculas. Conocida la fórmula de un compuesto, y la tabla de pesos
atómicos se determina el peso molecular, sencillamente calculando la suma del
peso de los moles de átomos que contiene UN (1) mol de moléculas. Así, el
Peso Molecular de la glucosa, cuya fórmula es C6H12O6, será el equivalente a
la suma del peso de 6 moles de C, 12 moles de H y 6 moles O. Es decir 72 + 12
+ 96 = 180 g/mol.
En el caso de compuestos como el Al2(SO4)3, la operación es análoga,
sólo hay que recordar que el paréntesis del SO4, actúa similarmente a los
usados en álgebra, y por tanto el sub-índice 3 multiplica todo lo contenido dentro
del paréntesis. Por tanto tendremos 2 Al, 3 S y 12 O y el PM será 342 g/mol.
Los Pesos Atómicos, y los Pesos Moleculares, como hemos visto, son
una constante para cada átomo o para cada molécula y tienen la importancia de
ser la constante de proporcionalidad que liga, el número de partículas, medidas
mediante la unidad química mol, con la masa medida como gramos. Esta
relación es fundamental ya que tanto las fórmulas, como las ecuaciones
químicas nos dan información con base a MOLES, y en el laboratorio podemos
medir, fácilmente, las cantidades que reaccionan o se forman, pesando; es decir
medimos los GRAMOS.
ENRIQUE CORAO Página 15 12/04/2023document.doc
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APUNTES PARA CURSO DE QUÍMICA GENERAL. BORRADOR. ENRIQUE CORAO FEBRES 2010.
(PA) gramos x gramos y . (PA) X . 1 = Þ x = ; y =
1 mol y moles 1 (PA)
donde (PA) representa el valor numérico del peso atómico o molecular, x
cualquier cantidad en gramos, y cualquier cantidad en moles.
Las fórmulas de los compuestos nos informan de las relaciones, en
moles, de los átomos que los forman, en forma genérica si tenemos el
compuesto MmNn sabemos que la relación en moles en que se combinan M y
N será:
mM wM =
nN zN
donde w y z representan cualquier cantidad en moles, en que se combinen M y
N . m y n serán los naturales más pequeños que cumplan con la igualdad
m/n=w/z.
Tendremos por tanto que si dos sustancias cualesquiera, están
relacionadas químicamente, en un compuesto o mediante una reacción química,
esa relación nos permite conocer los moles de una a partir de los moles de la
otra. Los moles, y los pesos atómicos o moleculares, nos permiten conocer los
gramos y viceversa.
En resumen, para mM + nN ® MmNn :
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APUNTES PARA CURSO DE QUÍMICA GENERAL. BORRADOR. ENRIQUE CORAO FEBRES 2010.
FORMULA:m/n=w/zw moles de M z moles de N
COEFICIENTES:m/n=w/z
P. A. M. P. A. N x/w =(PA)/1 y/z=(PA)/1
x gramos de M y gramos de N
En el cuadro de relaciones podemos ver que si conocemos x i y, las
cantidades en gramos que se combinan de dos elementos M y N, y conocemos
los pesos atómicos (PA) de M y N podremos conocer los moles w y z y por tanto
la relación entre los números naturales más pequeña, m/n y de allí, la fórmula
mínima.
Si lo que conocemos es x, m, n, P.A. M, P.A. N podremos conocer la
cantidad y, en gramos, que reacciona de N.
Hemos desarrollado hasta ahora, lo referente a dos relaciones
fundamentales para el cálculo con las ecuaciones químicas, la relación
g(A)/mol(A) y la relación mol(A)/mol(B).
Para afianzar el conocimiento que podemos obtener de ellas debemos
ejercitarlo. Para ello propondremos una serie de ejercicios y problemas de
complejidad creciente; al final propondremos una auto-evaluación de la materia
vista.
PROBLEMAS
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APUNTES PARA CURSO DE QUÍMICA GENERAL. BORRADOR. ENRIQUE CORAO FEBRES 2010.
1. ¿Cuántos gramos de H2 son necesarios para reducir completamente a
4,75 gramos de óxido férrico? De acuerdo a la reacción:
Fe2O3 + 3H2 ® 2 Fe + 3H2O.
(resp. 0,180 g de H2).
2. La reacción entre hidrazina, N2H4, y agua oxigenada es utilizada como
combustible de cohetes, sus productos son: N2 y H2O. ¿Cuántos gramos de
hidrazina y de agua oxigenada reaccionan si se producen 1427 gramos de N2?
(3466 g de H2O2, 1631 g de N2H4).
3. La fermentación de la glucosa, puede ser representada por la reacción:
C6H12O6 ® 2C2H5OH + 2CO2. ¿Cuántos gramos de alcohol etílico se pueden
obtener a partir de 500 gramos de glucosa? Si la densidad del alcohol etílico es
1,05 g/ml, ¿Cuántos mililitros del alcohol se obtienen? (256 g ; 243 ml.).
4. Una aleación de aluminio y cobre es mezclada con ácido clorhídrico,
sabiendo que sólo el aluminio reacciona con el ácido, determinar el porcentaje
de Al y Cu en la aleación si 0,350 g de la misma, al ser tratados con el ácido, se
reducen a 0,189 g Escriba la reacción química. (54 % de Cu y 46 % de Al).
5. La ponzoña de la abeja común es una mezcla, en solución acuosa, de
diversos compuestos, entre estos la histamina, C5H7N2NH2, principal
responsable de las reacciones alérgicas que produce la picadura. La ponzoña de
abeja contiene un 0,013 % en peso de histamina y en cada picada la abeja
puede inocular 35 miligramos de ponzoña. ¿Cuántos moles de histamina recibirá
una persona que es picada por 14 abejas?. (5,7 x 10-7 moles).
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APUNTES PARA CURSO DE QUÍMICA GENERAL. BORRADOR. ENRIQUE CORAO FEBRES 2010.
6. El bronce es una aleación, básicamente, de cobre y estaño. 1,26 g, de
un bronce son "disueltos" en ácido nítrico, la solución resultante contiene los
iones Cu+2, Sn+4, H+ y NO3-, Si a esa solución se le añade NaOH sólo se
forma el Sn(OH)4 sólido y H2O, siempre que la solución permanezca ácida.
Determine el % de Cu en el bronce, sabiendo que los 1,26 g, de bronce
producen 0,813 g, de Sn(OH)4 . (58,9 % de Cu).
7. La combustión incompleta del octano, principal componente de la
gasolina, puede ser representada por la ecuación:
C8H18 + 11 O2 ® 5 CO2 + 3 CO + 9 H2O
la reacción produce monóxido de carbono, CO, el cual es venenoso ya
que "bloquea" la hemoglobina e impide por tanto la respiración. Una
concentración de 1500 ppm de CO en el aire es suficiente para provocar
inconsciencia, si se respira en esa atmósfera durante aproximadamente una
hora, y la muerte en tres horas. Determine la cantidad mínima de octano que
puede ser quemado, según la reacción anterior, para que la atmósfera de un
garaje que contiene 31,8 M3 de aire se haga tóxica. (84,1 gramos de octano).
ppm partes por millón, considere la densidad del aire como 1,3 kg por metro
cúbico.
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