“ESTEQUIOMETRÍA”

UNIDAD II “ESTEQUIOMETRÍA”

COMPETENCIA PARTICULAR: PLANTEA LA MAXIMIZACIÓN DE LA EFICIENCIA Y ECONOMÍA DE UNA REACCIÓN QUÍMICA, APLICANDO LOS PRINCIPIOS ESTEQUIOMÉTRICOS EN LOS PROCESOS INDUSTRIALES CON VISIÓN AL CUIDADO DEL MEDIO AMBIENTE.

RAP 1: ESTABLECE LAS RELACIONES ESTEQUIOMÉTRICAS DE LAS SUSTANCIAS QUE PARTICIPAN EN UNA REACCIÓN QUÍMICA A PARTIR DE SU FÓRMULA REAL, PARA SU APLICACIÓN EN LOS CONTEXTOS ACADÉMICO, INDUSTRIAL Y SOCIAL.

Saberes:

• Estequiometría
• Unidades físicas y químicas de masa
• Ley de Proust y sus aplicaciones
• Unidades químicas
• El mol
• Relaciones estequiométricas

Estequiometría es la parte de la química que estudia la medición de las cantidades de masa, peso, volumen y número de moles de los reactivos y productos que intervienen en una reacción química, así como las relaciones que guardan entre sí.

Algunos conceptos básicos aplicables a la estequiometría son:

Masa atómica: es la masa porcentual promedio de un elemento en relación con el átomo de C12. las unidades en que se mide son uma (unidad de masa atómica).

Átomo-gramo: es la masa atómica expresada en gramos que hay en una mol de este elemento.

Masa molecular: es la masa porcentual promedio de una molécula de una sustancia, en relación con el átomo de C12.

Molécula-gramo: es la masa molecular expresada en gramos que tiene una mol de moléculas de una sustancia determinada.

Mol: es la cantidad de materia que contiene el mismo número de partículas (átomos, moléculas, iones, etc.), y que es el número exacto de átomos contenidos en 12 g del isótopo de C12. este número fue calculado, por vez primera por el científico Amadeo Avogadro experimentalmente y se tiene que…

El número de Avogadro es equivalente a 6.0221367 X 1023 partículas ó, de otro modo…

                        1 mol = 6.022 X 1023 partículas (átomos o moléculas)

NOTA: de acuerdo con el científico Amadeo Avogadro, el volumen molar o molecular-gramo es el volumen que ocupa una mol de un gas en Condiciones Normales de Presión y Temperatura CNPT (0 ºC y 1 atm), esto es igual a 22.4 Litros (L).

A continuación, veremos ejemplos de usos de los conceptos de masa atómica, átomo-gramo, masa molecular, molécula gramo y volumen molar. Auxíliate de una tabla periódica

Los problemas presentados a continuación pueden ser resueltos de dos formas: a través de factores de conversión o con el uso de reglas de tres.

Problema 1. Considerando que se tienen 1.37 moles de plata (Ag), determina:

1. los gramos correspondientes
2. el número de átomos

1. 1.37 mol Ag (*107.87g de Ag / 1 mol de Ag) = 147.78 g de Ag

En este caso las unidades mol se cancelan a partir del uso del factor de conversión y quedan tan sólo las unidades g.

1. 1.37 mol Ag (6.022 X 1023 átomos/1 mol) = 8.25 X 1023 átomos de Ag

Nuevamente se cancela la unidad mol del factor de conversión quedando átomos.

*este valor es obtenido de la tabla periódica para este elemento

Problema 2. Considerando 2.35 X 1019 moléculas de N2O5, calcula:

1. el número de moles
2. los litros de este gas considerando CNPT
3. los gramos correspondientes

Recuerda que la masa molecular (M) del N2O5 se obtiene sumando 2 veces la masa atómica del N más 5 veces la masa atómica del oxígeno (108 g/mol).

1. 2.35 X1019 moléculas de N2O5 (1 mol de N2O5/ 6.022 X1023 moléculas) = 3.9X10-5 moles de N2O5

1. Cómo ya se mencionó antes, de acuerdo con Avogadro, 1 mol de cualquier gas en CNPT (0 ºC y 1 atm) ocupan un volumen de 22.4 L, entonces:

        3.9 X10-5 moléculas de N2O5 (22.4 L/ 1 mol en CNPT) = 8.7 X 10-4 L N2O5 

1. 3.9 X10-5 moléculas de N2O5 (108 g de N2O5/1 mol de N2O5) = 4.2 X 10-3 g de N2O5 

Problema 3. Con base en 250 g de fosfato de amonio (NH3)3PO4, determina:

1. el número de moles
2. el número de moléculas

1. 250 g de (NH3)3PO4 (1 mol/ 140g (NH3)3PO4) = 1.79 mol de (NH3)3PO4

1. 1.79 mol de (NH3)3PO4 (6.022 X1023 moléculas/1 mol de (NH3)3PO4) = 1.1X1024 moléculas de (NH3)3PO4

A continuación, se te dan una serie de problemas acerca de cálculos de moléculas, gramos y volumen para diferentes sustancias, trata de resolverlos y si hay duda, pregunta a tu profesor:

1. Si se tienen 2.5 mol de anhídrido carbónico CO2 gaseoso en CNPT, calcula:

1. el número de moléculas de CO2
2. los litros de CO2 en estas condiciones
3. los gramos de CO2

1. Para 2.3 X 1025 moléculas de dicromato de sodio Na2Cr2O7, determina:

1. la masa correspondiente en libras
2. el número de moléculas
3. el volumen a CNPT

1. Considerando 1.78 moles de estaño (Sn), calcula:

1. el número de átomos
2. su masa en gramos
3. los litros a CNPT

1. Si se tienen 2.5 moles de anhídrido carbónico, CO2 a CNPT, calcula:

1. el número de moléculas
2. la masa en kilogramos
3. los litros correspondientes

1. Si se cuenta con 0.75 libras de platino (Pt), calcula:

1. el número de moles
2. el número de átomos

1. Para 516 g de plata (Ag), determina:

1. las moles
2. el número de átomos

1. Determina para 2.14 X1024 moléculas de NaNO3:

1. los litros a CNPT
2. las moles
3. la masa en gramos correspondientes

ANÁLISIS PORCENTUAL

También se le conoce como composición porcentual y se refiere principalmente a la determinación del porcentaje en masa, o peso, de cada uno de los elementos que participan en una sustancia determinada.

Su cálculo es una operación aritmética que consiste en dividir la masa de cada uno de los elementos presentes en una mol de del compuesto, es decir, entre la masa molecular del compuesto, expresada en gramos, todo eso multiplicado por 100.

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