UNIVERSIDAD NACIONAL DE JUJUY FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS QUMICA GENERAL E INORGNICA

Leyes Estequiomtricas

La estequiomtria describe las relaciones cuantitativas entre sustancias conforme participan en las reacciones qumicas.

Estas relaciones fueron estudiadas por: Lavoisier, Proust y Dalton.

o Ley de la conservacin de la masa (Lavoisier)

En toda reaccin qumica ordinaria la masa no se crea ni se destruye, solo cambia de unas sustancias a otras

Ej.1) 4 Al + 3 O2 2 Al2O3

4 x AAl + 3 x MO2 = 2 x MAl2O3

Ej.2) H2 + Cl2 2HCl

1x2g + 1x71g = 2 x 36,45g

73g = 73g

o Ley de las proporciones definidas o constantes (Proust)

Cuando dos o ms elementos se combinan para formar un compuesto lo hacen en una relacin ponderal (o de masas) fijas y definidas

Ej.1) 2H2 + O2 2H2O

2x2g + 32g = 2x18g=36g

2g + 16g = 18

1g + 8g = 9

mO2/mH2= 4/32=2/16=1/8=0,125

Un compuesto qumico, cualquiera sea su obtencin, contiene siempre los mismos elementos en los mismos porcentajes de masas.

Si se coloca un exceso de algn elemento este exceso no participa.

mO2/mH2O= 32/36x100=88,8% mH2/mH2O=4/36x100= 11,2%

mO2/mH2O= 16/18x100=88,8% mH2/mH2O=2/18x100= 11,2%

Aplicar esta ley para obtener HCl.

o Ley de las proporciones mltiples (Dalton)

Cuando dos elementos se unen para formar ms de un compuesto las cantidades de un mismo elemento que se combinan con una cantidad fija de otro, guarda entre si una relacin que corresponde a nmeros enteros sencillos

Ej: O/C=16/12=4/3 monxido de carbono CO

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O/C=32/12=8/3 dixido de carbono CO2 8/3 x 3/4 = 2

Una de las propiedades de un tomo es su masa, que se relaciona con el nmero de electrones, protones y neutrones en el tomo. Pero, como sabemos, los tomos son muy pequeos, entonces, cmo podemos conocer su masa? No es posible pesar un solo tomo, pero existen mtodos experimentales para determinar la masa de un tomo en relacin con la de otro. El primer paso consiste en asignar un valor a la masa de un tomo de un elemento dado, de tal forma que pueda ser utilizado como patrn. Por acuerdo internacional, un tomo del istopo de carbono que tiene seis protones y seis neutrones (12C) presenta una masa exactamente de 12 unidades de masa atmica (uma). Este tomo de carbono sirve como patrn, de modo que una unidad de masa atmica se define como la masa exactamente igual 1/12 de la masa de un tomo de carbono 12. Mediante experimentos se ha comprobado que la masa de hidrgeno es 12 veces menor que el tomo del carbono, por lo tanto pesa una uma, del mismo modo el tomo de oxgeno pesa 16 uma y el hierro 55.85 uma. El valor de masa atmica de los elementos que se informa en la tabla peridica es un promedio de las masas de todos los istopos estables del elemento ponderado por su abundancia natural.

UMA (unidad de masa atmica): se define 1/12 parte de la masa del istopo ms abundante del carbono -12.

Pesos Atmicos o Masas Atmicas relativos: masa promedio de las masas de los istopos que componen un elemento.

En esta escala por ejemplo el peso atmico del Hidrgeno (H) es de 1,00794 uma, el del Nitrgeno (N) de 14,00679 uma y el del plomo 207,2 uma. Esto indica que los tomos de N tienen aproximadamente 14 veces la masa de los H, mientras que los de Pb son 207 veces mas pesado.

tomo gramo: es la cantidad de un elemento qumico, expresadas en gramos, igual al valor de su peso atmico.

1t-g de cualquier elemento tiene el mismo nmero de tomos para cualquier elemento que se considere.

1 t-g = N Avogrado = 6,022.10 23 tomo.

Mol

Es la cantidad de la sustancia que contiene tantas entidades (tomos, molculas, iones u otras partculas) como tomos en exactamente 0,012 kg de tomos puros de carbono-12.

1 mol = 6,022x1023 partculas

Ej: 12 huevos 6,022.1023 tomos de Fe

1 docena 1 mol de Fe

12 huevos 6,022.1023 tomos de Fe

0,680 g 55, 847g

1 mol es el Masa Molecular (tambin mal llamado PM peso molecular) o MA (mal llamado PA peso atmico) de cualquier elemento y es 6,022x1023 partculas de ese elemento

C 12g 6,022x1023 tomos C 1 mol de C

Au 197g 6,022x1023 tomos Au 1 mol de Au

6,022x1023 tomos = 1 mol de tomos

6,022x1023 molculas = 1 mol de molculas

6,022x1023 iones = 1 mol de iones

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Volumen Molar Normal para gases ideales en condiciones normales de presin y temperatura (CNPT), es decir a 273, 15 K y 1 at (atmsfera) es: 1 mol = 22,4 l

Esto se deduce de la Ley de Avogrado que dice:a la misma temperatura y presin, volmenes iguales de todos los gases tienen el mismo nmero de de molculas

Sustancia Masa molecular Contiene

H2O 18g 1 mol de molc H2O o 6,022.1023 molc H2O, (2x 6,022.1023 t de H y 6,022.1023 t de O

CH4 16g 1 mol de molc CH4 o 6,022.1023 molc CH4, (6,022.1023 t de C y 4x6,022.1023 t de H)

NaCl 58,4 6,022.1023 iones de Na+ o 1 mol de Na+ 6,022.1023 iones de Cl- o 1 mol de Cl-

CaCl2 111,0g 6,022.1023 iones de Ca2+ o 1 mol de Ca2+ 2x6,022.1023 iones de Cl- o 2 mol de Cl-

FRMULA QUMICA

Cada ao se descubre o preparan miles de nuevos compuestos y uno de los primeros pasos para caracterizarlo es determinar su composicin porcentual, para ello se efecta un anlisis cualitativo para determinar que elementos forman el compuesto y luego un anlisis cuantitativo para determinar la cantidad de cada elemento.

COMPUESTOS: frmulas qumicas, indica la relacin numrica de combinacin entre los tomos de los elementos que forman los compuestos.

FRMULA MNIMA o EMPRICA de un compuesto es la proporcin ms pequea de nmeros enteros de tomos presentes.

FRMULA MOLECULAR: indica el nmero real de tomos presente en una molcula compuesto. Puede ser igual al de la frmula mnima o un mltiplo entero de sta.

Ejemplo: Los compuestos que contienen azufre y oxgeno son graves contaminantes del aire y son la causa principal de la lluvia cida. El anlisis de un compuesto puro indica que contiene 50,1% de azufre y 49,9% de oxgeno en masa. cul es la frmula mnima del compuesto?

Resolucin

Paso 1: consideramos 100,0g de compuesto, el cul contiene 50,1g de S y 49,9g de O.

Mol de tomos S = 50,1g S x 1 mol t S / 32,1g S =1,56 moles tomos S.

Mol de tomos O = 49,9g O x 1 mol t O / 16,0g O = 3,12 moles tomos O.

Paso 2: Ahora sabemos que 100,0g de compuesto contienen 1,56 moles de tomos de S y 3,12 moles de tomos de O. Ahora determinamos

La proporcin de nmeros enteros entre estos nmeros que nos da la proporcin de tomos de la frmula mnima. Para hacer esto, hay que dividir por el resultado ms pequeo del paso 1

1,56 / 1,56 =1,00 S

3,12 / 1,56 = 2,00 O, la Frmula Mnima es SO2

Resolver el siguiente problema: Un muestra de 20,882g de un compuesto inico contiene 6,072g de Na, 8,474g de S y 6,336g de O. Determine su frmula mnima.

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Recordar que la frmula mnima debe ser una proporcin de nmeros enteros, si alguna proporcin no diese entero se multiplica por 2 o por un nmero de tal manera que la frmula mnima tenga nmeros enteros.

Frmula Molecular

La Frmula Molecular de un compuesto es igual a, o un mltiplo entero de, su frmula mnima (emprica).

Frmula Molecular = n x frmula mnima

Masa molecular = n x masa de la frmula mnima

n = masa molecular / masa de la frmula mnima

Entonces, la Frmula Molecular se obtiene multiplicando la frmula emprica por el entero n

Reactivo Limitante

El Reactivo Limitante es aquel reactivo de una reaccin qumica, que se encuentra en menor proporcin.

Ej: Qu masa de CO2 podra formarse cuando reaccionan16,0g de CH4 con 48g de O2?

CH4 + O2 CO2 + H2O