Conceptos Básicos De Estequiometria 1i6d1e

Conceptos Básicos De Estequiometria Química inorgánica

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Estequiometria en elementos y compuestos

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Estequiometria: Ecuaciones químicas

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Cálculos en estequiometria

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Reactivo limitante y rendimiento

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Estequiometria de disoluciones

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El Mol

Un mol se define como la cantidad de materia que tiene tantos objetos como el número de átomos que hay en exactamente 12 gramos de12C. Se ha demostrado que este número es: 6,0221367 x 1023 Se abrevia como 6,02 x 1023, y se conoce como número de Avogadro

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Pesos atómicos y moleculares

Los subíndices en las fórmulas químicas representan cantidades exactas. La fórmula del H2O, por ejemplo, indica que una molécula de agua está compuesta exactamente por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. Todos los aspectos cuantitativos de la química descansan en conocer las masas de los compuestos estudiados.

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La escala de masa atómica

La masa atómica de un elemento es la que corresponde al promedio de las masas de sus distintos isótopos según las abundancias relativas naturales de estos en dicho elemento. Hay que tener en cuenta las masas de los distintos isótopos y sus porcentajes en la naturaleza.

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Masa molar

Nótese que la masa de un átomo en unidades de masa atómica (uma) es numéricamente equivalente a la masa de una mol de esos mismos átomos en gramos (g). La masa en gramos de 1 mol de una sustancia se llama masa molar La masa molar (en gramos) de cualquier sustancia siempre es numéricamente igual a su peso fórmula (en uma).

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Peso molecular y peso fórmula

El peso fórmula de una sustancia es la suma de los pesos atómicos de cada átomo en su fórmula química El peso molecular es la suma de los pesos atómicos que entran en la fórmula molecular de un compuesto. para averiguarlo toma la formula molecular del compuesto, toma los pesos atómicos que lo componen y multiplica cada peso por el subíndice. mira la tabla periódica multiplica la masa atómica por el numero atómico.

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Reacción química y ecuaciones químicas

Una Reacción química es un proceso en el cual una sustancia (o sustancias) desaparece para formar una o más sustancias nuevas. Las ecuaciones químicas son el modo de representar a las reacciones químicas. Las fórmulas químicas a la izquierda de la flecha representan las sustancias de partida denominadas reactivos. la derecha de la flecha están las formulas químicas de las sustancias producidas denominadas productos. Los números al lado de las formulas son los coeficientes (el coeficiente 1 se omite).

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Estequiometria de la reacción química

Ahora estudiaremos la estequiometria, es decir la medición de los elementos). Las transformaciones que ocurren en una reacción química se rigen por la Ley de la conservación de la masa: Los átomos no se crean ni se destruyen durante una reacción química. Entonces, el mismo conjunto de átomos está presente antes, durante y después de la reacción. Los cambios que ocurren en una reacción química simplemente consisten en una reordenación de los átomos. Por lo tanto una ecuación química ha de tener el mismo número de átomos de cada elemento a ambos lados de la flecha. Se dice entonces que la ecuación está balanceada.

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Tipos de reacciones químicas

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Estequiometria

Es el cálculo de las cantidades de reactivos y productos de una reacción química.

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Definición

Información cuantitativa de las ecuaciones ajustadas Los coeficientes de una ecuación ajustada representan: el número relativo de moléculas que participan en una reacción el número relativo de moles participantes en dicha reacción.

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Las etapas esenciales

Ajustar la ecuación química Calcular el peso molecular o fórmula de cada compuesto Convertir las masas a moles Usar la ecuación química para obtener los datos necesarios Reconvertir las moles a masas si se requiere

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Reactivo Limitante

Cuando se ha ajustado una ecuación, los coeficientes representan el número de átomos de cada elemento en los reactivos y en los productos. También representan el número de moléculas y de moles de reactivos y productos.  Cuando una ecuación está ajustada, la estequiometria se emplea para saber las moles de un producto obtenidas a partir de un número conocido de moles de un reactivo. La relación de moles entre reactivo y producto se obtiene de la ecuación ajustada. A veces se cree equivocadamente que en las reacciones se utilizan siempre las cantidades exactas de reactivos. Sin embargo, en la práctica lo normal suele ser que se use un exceso de uno o más reactivos, para conseguir que reaccione la mayor cantidad posible del reactivo menos abundante. 

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Reactivo limitante

Cuando una reacción se detiene porque se acaba uno de los reactivos, a ese reactivo se le llama reactivo limitante.  Aquel reactivo que se ha consumido por completo en una reacción química se le conoce con el nombre de reactivo limitante pues determina o limita la cantidad de producto formado. Reactivo limitante es aquel que se encuentra en defecto basado en la ecuación química ajustada.

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Rendimiento

Se cree equivocadamente que las reacciones progresan hasta que se consumen totalmente los reactivos, o al menos el reactivo limitante. La cantidad real obtenida del producto, dividida por la cantidad teórica máxima que puede obtenerse (100%) se llama rendimiento. Rendimiento teórico La cantidad de producto que debiera formarse si todo el reactivo limitante se consumiera en la reacción, se conoce con el nombre de rendimiento teórico. A la cantidad de producto realmente formado se le llama simplemente rendimiento o rendimiento de la reacción. Es claro que siempre se cumplirá la siguiente desigualdad Rendimiento de la reacción ≦ rendimiento teórico

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Reactivo limitante Es aquel reactivo concreto de entre los que participan en una reacción cuya cantidad determina la cantidad máxima de producto que puede formarse en la reacción. 

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Proporción de reacción Cantidades relativas de reactivos y productos que intervienen en una reacción. Esta proporción puede expresarse en moles, milimoles o masas. 

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Rendimiento real Cantidad de producto puro que se obtiene en realidad de una reacción dada. Compárese con rendimiento teórico. 

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Rendimiento porcentual Rendimiento real multiplicado por 100 y dividido por el rendimiento teórico. 

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Porcentaje de pureza El porcentaje de un compuesto o elemento específico en una muestra impura. 

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Modificaciones alotrópicas (alótropos) Formas diferentes del mismo elemento en el mismo estado físico. 

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Rendimiento teórico Cantidad máxima de un producto específico que se puede obtener a partir de determinadas cantidades de reactivos, suponiendo que el reactivo limitante se consume en su totalidad siempre que ocurra una sola reacción y se recupere totalmente el producto. Compárese con rendimiento. 

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Composición de una disolución

Una disolución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias que tiene las siguientes partes: El disolvente: usualmente es la sustancia que se encuentra en mayor concentración en la mezcla. El o los solutos: son el o los componentes minoritarios de la mezcla, y decimos que se han disuelto en el disolvente. Por ejemplo, cuando disolvemos una pequeña cantidad de sal en una mayor cantidad de agua, decimos que el agua es el disolvente y la sal es el soluto. Todas aquéllos disoluciones en las cuales el agua es el disolvente, se llaman disoluciones acuosas. Una de las más importantes propiedades del agua es la capacidad de disolver una gran cantidad de sustancias.

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Clasificación de las disoluciones

Podemos clasificar a las disoluciones en dos grandes grupos: 

Electrolíticas

Son disoluciones de compuestos iónicos o polares en disolventes polares. Los solutos se disocian en disolución para formar iones Pueden disociarse completamente (electrolitos fuertes) Pueden disociarse parcialmente (electrolitos débiles) Son disoluciones que conducen la electricidad 

No electrolíticas

Son disoluciones de compuestos covalentes o en disolventes no polares Los solutos no se disocian, solamente se dispersan Son disoluciones que no conducen la electricidad

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Concentración de las disoluciones

La concentración se refiere a las cantidades relativas de los componentes de una disolución, expresada en cualesquiera unidades de cantidad de materia en que se quiera expresar. Fracción en peso: Fracción del peso total de la disolución debida al soluto. Es el número relativo de unidades de peso del soluto por cada unidad de peso de la disolución. Se pueden emplear todas las unidades convencionales de peso (no se pueden emplear las unidades de moles) siempre que sean las mismas para soluto y disolución. Son independientes de la temperatura!

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Tanto por ciento en peso o % en peso: Porcentaje del peso total de la disolución debida al soluto.

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Tanto por ciento en Volumen: Es el número relativo de unidades de peso del soluto por cada cien partes de disolución.

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Partes por millón (ppm): Es el número relativo de unidades de peso del soluto por cada millón de partes de disolución.

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Fracción molar: Moles del soluto respecto al número total de moles de la disolución.

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Molaridad: Se define como el número de moles del soluto en un litro de disolución:

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Esta es, probablemente, la escala de mayor uso en química.