Investigacion - leyes de la estequiometria PDF

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leyes de la estequiometria...

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INTRODUCCION En la siguiente investigación abarcaremos los siguientes temas: Leyes estequiométricas. Cálculos estequiométricos: Relación peso-peso y Relación peso-volumen. A continuación, daremos una pequeña definición de lo que trata cada uno de los temas para tener un mejor entendimiento. La estequiometria es la sección de la química que estudia las relaciones cuantitativas entre los reactivos y los productos en una reacción. El cálculo estequiométrico es el que se utiliza para obtener el calculo de las relaciones cuantitativas entre los reactivos y el producto en el transcurso de una reacción química. La relación peso-peso nos permite obtener cuantos gramos se requieren de un reactivo A para que reaccione con un reactivo B. La relación peso-volumen hace referencia l porcentaje de peso respecto al volumen del soluto. Es importante que tengamos conocimiento de estos temas ya que son temas que se utilizan comúnmente en la química, ya sea para resolver algunos ejercicios o para realizar algún experimento en el laboratorio.

OBJETIVO El objetivo de esta investigación es otorgar conocimientos sobre lo que son las leyes estequiométricas y los cálculos estequiométricos, de una manera clara para que el publico pueda tener un mejor entendimiento sobre lo que tratan estos temas, sobre como se realizan los cálculos estequiométricos ya que estos cuentan con algunas formulas esenciales para la solución de ejercicios.

LEYES ESTEQUIOMÉTRICAS, CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS: RELACIÓN PESO-PESO, RELACIÓN PESO-VOLUMEN Las leyes estequiométricas forman parte de la historia de la química y fueron propuestas antes de la teoría atómica de Dalton y de los conceptos de mol y fórmula molecular. Expresan relaciones de masa de elementos en un compuesto químico o de reactivos y productos en una reacción química. En química, la estequiometría es el cálculo de las relaciones cuantitativas entre los reactivos y productos en el transcurso de una reacción química. Estas relaciones se pueden deducir a partir de la teoría atómica, aunque históricamente se enunciaron sin hacer referencia a la composición de la materia, según distintas leyes y principios.

Ley de la conservación de la materia de Lavoisier En toda reacción química se conserva la masa; es decir, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos resultantes. La ley de conservación de la masa, enunciada por Lavoisier, es una de las leyes fundamentales en todas las ciencias naturales. En esta ley se asume la conservación de la identidad de los elementos químicos, que resulta indispensable en el balanceo de ecuaciones químicas. Se puede enunciar de la manera siguiente: en cualquier reacción química se conserva la masa. Es decir: la materia no se crea, ni se destruye, solo se transforma.

"En una reacción química, la suma de las masas de las sustancias reaccionantes es igual a la suma de las masas de los productos de la reacción" "En toda reacción química la masa se conserva, esto es, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos" «En un sistema, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos.» —– A + B AB

2g +7g = 5g

Ley de Proust o de las proporciones constantes En 1799, J. L. Proust llegó a la conclusión de que, para generar un compuesto determinado, dos o más elementos químicos se unen entre sí, siempre en la misma proporción ponderal (del latín pondus, pondéris: casos nominativo y genitivo de peso). Una aplicación de la ley de Proust es en la obtención de la denominada composición centesimal de un compuesto, es decir el porcentaje ponderal que dentro de la molécula representa cada elemento. «Cada sustancia tiene una proporción constante de la masa, en su composición, y la proporción en que las sustancias que reaccionan y la forma es constante.» A + B AB ——

2g + 5g = 7g 4g + 10g = 14g

Con la ley de Proust podemos predecir las cantidades de sustancias que participan en una reacción química. «Los volúmenes de todas las sustancias gaseosas que participan en los procesos químicos son el uno al otro en una relación de números enteros y simple, ya que mide la misma temperatura y presión.» 1 L de H 2 + 1 L 2 L Cl 2 HCl relación de números enteros y simples: 01:01:02

Cabe señalar que no siempre la suma de los volúmenes de los reactivos es igual al producto. Esto significa que no existe una ley de conservación de volumen, al igual que con la masa. 10 L de H 2 O 2 + 5 litros a 10 litros de H 2 O de los números enteros y simple: 10:05:10, que se puede simplificar 02:01:02 Volúmenes iguales de gases diferentes tienen el mismo número de moléculas, siempre que se mantengan en las mismas condiciones de temperatura y presión. » Para entender mejor la Ley de Gay-Lussac, Amedeo Avogadro italiano introdujo el concepto de moléculas, explicando que la relación de los volúmenes está dada por números enteros. Así se estableció la declaración del volumen molar.

Ley de Dalton o de las proporciones múltiples Puede ocurrir que dos elementos se combinan y -en vez de producir un solo compuesto- generen varios compuestos (caso no previsto en la ley de Proust). En 1808, Dalton concluyó que los pesos de uno de los elementos combinados con un mismo peso del otro guardan una relación expresable por lo general mediante un cociente de números enteros pequeños.

CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS En química, la estequiometría es el cálculo de las relaciones cuantitativas entre los reactivos y productos en el transcurso de una reacción química. Estas relaciones se pueden deducir a partir de la teoría atómica, aunque históricamente se enunciaron sin hacer referencia a la composición de la materia, según distintas leyes y principios. Una reacción química se produce cuando hay una modificación en la identidad química de las sustancias intervinientes; esto significa que no es posible identificar a las mismas sustancias antes y después de producirse la reacción química, los reactivos se consumen para dar lugar a los productos.

A escala microscópica una reacción química se produce por la colisión de las partículas que intervienen ya sean moléculas, átomos o iones, aunque puede producirse también por el choque de algunos átomos o moléculas con otros tipos de partículas, tales como electrones o fotones. Este choque provoca que las uniones que existían previamente entre los átomos se rompan y facilite que se formen nuevas uniones. Es decir que, a escala atómica, es un reordenamiento de los enlaces entre los átomos que intervienen. Este re ordenamiento se produce por desplazamientos de electrones: unos enlaces se rompen y otros se forman, sin embargo, los átomos implicados no desaparecen, ni se crean nuevos átomos. Esto es lo que se conoce como ley de conservación de la masa, e implica los dos principios siguientes:

El número total de átomos antes y después de la reacción química no cambia. El número de átomos de cada tipo es igual antes y después de la reacción. En el transcurso de las reacciones químicas las partículas subatómicas tampoco desaparecen, el número total de protones, neutrones y electrones permanece constante. Y como los protones tienen carga positiva y los electrones tienen carga negativa, la suma total de cargas no se modifica. Esto es especialmente importante tenerlo en cuenta para el caso de los electrones, ya que es posible que durante el transcurso de una reacción química salten de un átomo a otro o de una molécula a otra, pero el número total de electrones permanece constante. Esto que es una consecuencia natural de la ley de conservación de la masa se denomina ley de conservación de la carga e implica que:

La suma total de cargas antes y después de la reacción química permanece constante. Las relaciones entre las cantidades de reactivos consumidos y productos formados dependen directamente de estas leyes de conservación, y por lo tanto pueden ser determinadas por una ecuación (igualdad matemática) que las describa. A esta igualdad se le llama ecuación estequiométrica. Los cálculos estequiométricos se basan en las relaciones fijas de combinación que hay entre las sustancias en las reacciones químicas balanceadas. Estas relaciones están indicadas por los subíndices numéricos que aparecen en las fórmulas y por los coeficientes. Este tipo de cálculos es muy importante y se utilizan de manera rutinaria en el análisis químico y durante la producción de las sustancias químicas en la industria. Los cálculos estequiométricos requieren una unidad química que relacione las masas de los reactantes con las masas de los productos. Esta unidad química es el mol. Los datos emitidos el problema puede venir de muchas maneras diferentes: cantidad de sustancia (mol), la masa, el número de moléculas, volumen, etc. En todos estos tipos de estequiométricos vamos a dibujar en los coeficientes que, como se da la relación en moles de los componentes de la reacción.

REGLAS Regla 1: Escribe la ecuación química correcta menciona en el problema (si es que no se ha proporcionado);

Regla 2: Las reacciones deben ser equilibrados correctamente (prueba o redox), recordando que los coeficientes que indican la proporción de moles de reactivos y productos; Regla 3: Si el problema reside en la pureza de los reactivos, que los valores de corrección, trabajando sólo con la parte pura que efectivamente va a responder; Regla 4: Si el problema involucra reactivos en exceso – y darse cuenta de que cuando se citan datos de más de un reactivo – tenemos que ver lo que es correcto. La otra, que es en exceso, debe ser desechada con el propósito de los cálculos. Regla 5: Lista, por una regla de tres, los datos y la pregunta del problema, escribir la información correcta de la masa, volumen, moles, moléculas, átomos, etc. Recuerde que no podemos olvidar la relación: …… G = 1 mol = 22,4 L (STP) = 6,02 x 10 23 Regla 6: Si la cuestión, citando el rendimiento de la reacción, tenemos que hacer la corrección de los resultados.

RELACIÓN PESO-PESO Las llamadas relaciones estequiométricas dependen de la manera en que se plantea el problema, es decir de las unidades en que se da la sustancia dato del problema y de las unidades en que se requiere o pide la sustancia incógnita (dato que se desconoce y se pide calcular). Relación peso-peso Peso/Peso hace referencia al porcentaje peso/peso de una solución. Es una de las maneras más importantes de expresar la concentración de las soluciones. %P/P = 100 * [masa de soluto (g)/ masa de solución (g)] Se define como la masa de soluto en 100g de solución (es lo mismo que %m/m). Para esta solución debe medirse la masa o el volumen de soluto y llevar un peso de solución. La totalidad de la solución es la suma aditiva del peso de soluto y el peso del solvente. Ejemplo: Al disolver 60 gramos de un soluto X en 30 gramos de agua, la solución tendría una concentración igual a 40% p/p. Esto quiere decir que hay 40 gramos de soluto por cada 100 de solución. (60[g] / 90[g]) * 100

- RELACIÓN PESO-VOLUMEN Peso/Volumen hace referencia al porcentaje de peso respecto al volumen de soluto %p/v= 100 * [masa de soluto (g)/ volumen de solución (ml)] Para esta solución debe medirse la masa o el volumen de la solución. 18 3.6.2. Relación peso-volumen, Aunque toda la materia posee masa y volumen, la misma masa de sustancias diferentes tienen ocupan distintos volúmenes, así notamos que el hierro o el hormigón son pesados, mientras que la misma cantidad de goma de borrar o plástico son ligeras. La propiedad que nos permite medir la ligereza o pesadez de una sustancia recibe el nombre de densidad. Cuanto mayor sea la densidad de un cuerpo, más pesado nos parecerá. La densidad se define como el cociente entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa. Así, como en el S.I. la masa se mide en kilogramos (kg) y el volumen en metros cúbicos (m3) la densidad se medirá en kilogramos por metro cúbico (kg/m3). Esta unidad de medida, sin embargo, es muy poco usada, ya que es demasiado pequeña. Para el agua, por ejemplo, como un kilogramo ocupa un volumen de un litro, es decir, de 0,001 m3, la densidad será de: La mayoría de las sustancias tienen densidades similares a las del agua por lo que, de usar esta unidad, se estarían usando siempre números muy grandes. Para evitarlo, se suele emplear otra unidad de medida el gramo por centímetro cúbico (gr./c.c.) Si en la reacción química interviene un volumen, hay que aplicar la ecuación de los gases ideales para calcular la masa de gas correspondiente y resolver después el problema como si fuera una relación peso-peso

BIBLIOGRAFÍA [CITATION Desio \l 2058 ] [ CITATION Des00 \l 2058 ] [ CITATION Ton07 \l 2058 ] [ CITATION Arm \l 2058 ] [ CITATION Des \l 2058 ]...