Laboratorio de Química 21, Facultad de Ciencias, Escuela de Química, Universidad de Los Andes

Practica No. 2

Estequiometria

Jaasiel Anner Torres Ramírez C.I. 28730805

Laboratorio de Química 21, Facultad de Ciencias, Escuela de Química, Universidad de Los Andes, Mérida, Venezuela.

Jaasieltorres120@gmail.com

Resumen

La estequiometría consiste en el cálculo de las relaciones cuantitativas entre reactivos y productos en el proceso de una reacción química. En una reacción química se observa una modificación de las sustancias presentes, las cuales se modifican para dar lugar a los productos; cumpliendo la ley de conservación de la materia. En este informe se abarcaron distintos puntos sobre la estequiometria como lo es el concepto de mol el peso molecular entre otros. Se comenzó definiendo la estequiometría como el nombre que se le da a las relaciones cuantitativas entre los compuestos en una reacción química. Estas relaciones cuantitativas permiten a los químicos calcular las cantidades de reactivos necesarios para una reacción y predecir la cantidad de producto. Usando métodos estequiométricos los químicos pueden determinar las fórmulas de los compuestos y pueden simplificar los procedimientos en el análisis químico. En esta unidad analizaremos e ilustraremos los cálculos estequiométricos y los conceptos fundamentales que hacen de la estequiometría el tema más importante en química.

Palabras claves: Estequiometria. Mol. La ley de conservación de la masa. Peso atómico. Leyes de la combinación química. Leyes volumétricas

Abstract

Stoichiometry consists of the calculation of the quantitative relationships between reactants and products in the process of a chemical reaction. In a chemical reaction a modification of the substances present is observed, which are modified to give rise to the products; complying with the law of conservation of matter. This report covered different points on stoichiometry such as the concept of mol molecular weight among others. It began by defining stoichiometry as the name given to the quantitative relationships between compounds in a chemical reaction. These quantitative relationships allow chemists to calculate the amounts of reactants needed for a reaction and predict the amount of product. Using stoichiometric methods, chemists can determine the formulas of compounds and can simplify procedures in chemical analysis. In this unit we will analyze and illustrate stoichiometric calculations and the fundamental concepts that make stoichiometry the most important topic in chemistry.

Keywords: Stoichiometry. Mole. The law of conservation of mass. Atomic weight. Laws of chemical combination. Volumetric laws

Introducción

La estequiometria, estudia las relaciones entre las cantidades de sustancias que intervienen en una reacción química, y el tipo de reacción que se produce, según la proporción en que están mezcladas, o la cantidad de productos que se forman, en una reacción química.

Pudiera considerarse a la estequiometria como el área de la química que trata de las relaciones de masa o peso en las fórmulas y reacciones químicas.

La estequiometria se basa en tres conceptos a saber:

• La ley de conservación de la masa.
• Los pesos relativos de los átomos.
• El concepto de mol.

Tal como lo demostró Lavosier en 1774 en su clásico experimento de formación de óxido de estaño y oxígeno en un sistema cerrado, en todas las reacciones químicas, la suma de las masas de las sustancias reaccionantes es igual a la suma de las masas de los productos que se forman. Esto es lo que se ha denominado la "Ley de la Conservación de las masas."

Esta ley se cumple en toda reacción química a excepción de las reacciones de fusión y fisión nuclear. Otra observación importante es el hecho de que la combinación de dos elementos A y B, por ejemplo, para producir un compuesto determinado obedece siempre a una proporción constante (ley de las proporciones definidas). Esto implica que el análisis de un determinado compuesto, por ejemplo, el cloruro de sodio, debe arrojar siempre el mismo resultado (39% de sodio y 61% de cloro para el caso de cloruro de sodio). Cualquier desviación significativa respecto a estos valores debe ser consecuencia de la presencia de impurezas.

Para establecer adecuadamente las relaciones de masa en que se combinan los diferentes elementos se hizo necesario asignar magnitudes a las masas de los átomos.

Los átomos son extremadamente pequeños por lo que es imposible medir directamente su masa, sin embargo, para solventar esta dificultad se diseñó una escala relativa de pesos. Por conveniencia se ha tomado como patrón el isótopo más estable del carbono (12C). Sobre la base de esta escala el átomo más liviano, el hidrógeno pesa aproximadamente 1 unidad de masa atómica (uma). Se define una unidad de masa atómica como 1/12 de la masa del carbono 12C. La tabla periódica muestra los pesos atómicos para todos los elementos basados en esta escala. El conocimiento de los pesos atómicos relativos es lo que permite el cálculo de la composición en porcentaje de los elementos en cualquier compuesto cuya fórmula sea conocida.

Los pesos atómicos (si se refiere a átomos, exclusivamente), los pesos moleculares (a moléculas) y pesos fórmulas (a sustancias) son términos químicos que denotan masa. Aquella cantidad de cualquier elemento que tiene un peso en gramos numéricamente igual a su peso atómico contiene un mol de átomos del elemento; un mol es una expresión de número y se define como la cantidad de sustancia que contiene  partículas (número de Avogadro).  Así, por ejemplo:[pic 1]

• 1.008 g de H contiene átomos de hidrógeno (1 mol de átomos de hidrógeno).[pic 2]
• 2.016 g de H2 contiene de moléculas de H2 (1 mol de gas de 6.02x102ghidrógeno). [pic 3]
• 58.442 g NaCl contiene  iones de Na y  iones de Cl (1 mol de NaCl).[pic 4][pic 5]

El número de moles en un peso dado de una sustancia pura se calcula fácilmente dividiendo el número de gramos de la sustancia entre el número de gramos por mol (peso atómico molecular o peso formula).

[pic 6]

Teniendo claro los conceptos dados anteriormente podemos proceder a determinar la estequiometria del clorato de potasio.

El clorato de potasio es formado por los elementos potasio, cloro y oxígeno. Si se calienta intensamente, se descompone desprendiendo todo su oxígeno y dejando un residuo de cloro de potasio, el compuesto cloruro de potasio, de formula KCl. Cuando se calienta una mezcla de los dos compuestos (cloro y clorato de potasio), la más perdida es la del oxígeno desprendido del clorato. Esto permite calcular que cantidad de esta sustancia se hallaba en la mezcla inicial. Para acelerar el ritmo de la descomposición se utiliza bióxido de manganeso con catalizador, cuya masa permanece constante durante el proceso.

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