Unidad 4 Quimica

TEMARIO

4.1. Conceptos de mol, soluciones y reacciones.

4.2. Concepto de estequiometria.

4.3. Leyes estequiométricas.

4.4. Ley de la conservación de la materia.

4.5. Ley de las proporciones constantes.

4.6. Ley de las proporciones múltiples.

4.7. Cálculos estequiométricos A.

4.8 Unidades de medida usuales: Átomo-gramo, mol-gramo, volumen-gramo, número de Avogadro,

4.9. Cálculos estequiométricos B: relación pesopeso, relación peso-volumen reactivo limitante, reactivo en exceso, grado de conversión o rendimiento

4.10. Reacciones Químicas Simples.

4.11 Acido-base

4.12 OBTENCION DE COMPUESTOS ORGANICOS HALOGENUROS,COMBUSTION DE HIDROCARBUROS, BENCENO Y SUS DERIVADOS, POLIMEROS.

4.13 ELEMENTOS DE IMPORTANCIA ECONOMICA, INDUSTRIAL Y AMBIENTAL EN EL PAIS O EN LA REGION.

4.1. Conceptos de mol, soluciones y reacciones.

El mol (símbolo: mol) es la unidad con que se mide la cantidad de sustancia, una de las siete magnitudes físicas fundamentales del Sistema Internacional de Unidades.

Dada cualquier sustancia (elemento químico, compuesto o material) y considerando a la vez un cierto tipo de entidades elementales que la componen, se define como un mol a la cantidad de esa sustancia que contiene tantas entidades elementales del tipo considerado, como átomos hay en 12 gramos de carbono-12. Esta definición no aclara a qué se refiere con cantidad de sustancia y su interpretación es motivo de debates, aunque normalmente se da por hecho que se refiere al número de entidades.

El número de unidades elementales –átomos, moléculas, iones, electrones, radicales u otras partículas o grupos específicos de éstas– existentes en un mol de sustancia es, por definición, una constante que no depende del material ni del tipo de partícula considerado. Esta cantidad es llamada número de Avogadro (NA) y equivale a:

Una disolución o solución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias. La sustancia disuelta se denomina soluto y está presente generalmente en pequeña cantidad en comparación con la sustancia donde se disuelve denominada disolvente o solvente.

Una reacción química es todo proceso químico en el cual dos o más sustancias (llamadas reactantes), por efecto de un factor energético, se transforman en otras sustancias llamadas productos. Esas sustancias pueden ser elementos o compuestos. Un ejemplo de reacción química es la formación de óxido de hierro producida al reaccionar el oxígeno del aire con el hierro.

A la representación simbólica de las reacciones se les llama ecuaciones químicas.

4.2. Concepto de estequiometria

El término “estequiometría” que proviene de los términos griegos stoicheion, que significa elemento y metron, que significa medida.

La estequiometría es el estudio de las proporciones numéricas. En que reaccionan químicamente las sustancias.

La estequiometría es el estudio de las relaciones de mol, masa, energía, y volumen en las reacciones químicas. Cuando los químicos investigan la estequiometría de una reacción generalmente evalúan las cantidades de reactantes que se combinan para producir diferentes cantidades de productos.

Estequiometría es el estudio de las relaciones ponderales o de masa entre reactivos y productos en una reacción química.

Reacción química es el cambio o transformación química.

Las reacciones químicas son representadas por las ecuaciones químicas.

Reactivos

Productos

La estequiometría preside lo que debería suceder, pero no lo que sucederá en una reacción química.

4.3. Leyes estequiométricas

Ley de la conservación de la materia

Esta Ley fue postulada por Antonie Lavoisier después de realizar varios experimentos en los cuales la cantidad de más de las sustancias constituyentes rea igual al de las sustancias obtenidas de la masa de las sustancias obtenidas después del cambio químico sufrido.

Por lo que su ley dice: la materia no se crea ni se destruye, solo se transforma.

Ley de las proporciones constantes

Esta ley es también conocida como ley de las proporciones definidas o fíjas.

En sus experimentos el químico francés Joseph Prooust realizo innumerables análisis cuantitativos, en los cuales se percató de que los elementos, al unirse para formar un compuesto, siempre lo hacen de la misma cantidad, la cual permanece fija e invariable.

Es por eso que esta ley dice: Los elementos que forman un compuesto se combinan siempre en la misma proporción.

Ley de las proporciones múltiples

Dalton, al realizar sus experimentos, se dio cuenta de que hay elementos que al combinarse en diferente proporción forman compuestos distintos.

Esta ley nos menciona lo siguiente: Dos elementos se pueden combinar en proporciones diferentes formando compuestos distintos.

4.4. Ley de la conservación de la materia.

Ley de conservación de la materia. La masa de un sistema permanece invariable cualquiera que sea la transformación que ocurra dentro de él; esto es, en términos químicos, la masa de los cuerpos reaccionantes es igual a la masa de los productos en reacción. Así fue enunciada en el año 1745, Mijaíl Lomonosov. En el mismo año, y de manera independiente, el químico Antoine Lavoisier propone que “la materia no se crea ni se destruye, sólo se transforma”. Es por esto que muchas veces la ley de conservación de la materia es conocida como ley de Lavoisier-Lomonosov.

La ley de conservación de la masa o ley de conservación de la materia o ley de Lomonósov-Lavoisier es una de las leyes fundamentales en todas las ciencias naturales. Fue elaborada independientemente por Mijaíl Lomonósov en 1745 y por Antoine Lavoisier en 1785. Se puede enunciar como «En una reacción química ordinaria la masa permanece constante, es decir, la masa consumida de los reactivos es igual a la masa obtenida de los productos.

Una salvedad que hay que tener en cuenta es la existencia de las reacciones nucleares, en las que la masa sí se modifica de forma sutil, en estos casos en la suma de masas hay que tener en cuenta la equivalencia entre masa y energía.

Esta ley es fundamental para una adecuada comprensión de la química. Está detrás de la descripción habitual de las reacciones químicas mediante la ecuación química, y de los métodos gravimétricos de la química analítica.

Estos científicos se referían a la materia másica. Más adelante se observó que en algunas reacciones nucleares existe una pequeña variación de masa. Sin embargo, esta variación se explica con la teoría de la relatividad de Einstein, que propone una equivalencia entre masa y energía. De esta manera, la variación de masa en algunas reacciones nucleares estaría complementada por una variación de energía, en el sentido contrario, de manera que si se observa una disminución de la masa, es que ésta se transformó en energía, y si la masa aumenta, es que la energía se transformó en masa.

Teniendo es cuenta la ley de conservación de la materia, cuando escribimos una ecuación química, debemos ajustarla de manera que cumpla con esta ley. El número de átomos en los reactivos debe ser igual al número de átomos en los productos. El ajuste de la ecuación se logra colocando índices estequiométricos delante de cada molécula. El índice estequiométrico es un número multiplica a los átomos de la sustancia delante de la cual está colocado.

4.5. Ley de las proporciones constantes

Cuando se producen reacciones no siempre se consumen el total de los reactivos que en estas reacciones intervienen.

Joseph Louis Proust (1754 – 1826) de nacionalidad Francesa al igual que Lavoisier, trabaja como químico en España por un lapso de veinte años, tras un trabajo muy preciso y minucioso acotando todo tipo de experiencias, logra demostrar la relación entre sustancias químicas por que las sustancias reaccionantes era siempre la misma, un aporte que lego, dejo claro la no dependencia del método de trabajo utilizado en los laboratorios que esta relación no era dependiente de ello.

Proust enunció su ley.

“Los reactivos que intervienen en una reacción química lo hacen siempre en una proporción determinada.

“Cuando se combinan dos o más elementos para dar un determinado compuesto siempre lo hacen en una relación de masas constantes” Lo que esta diciendo es que siempre va a sede un porcentaje igual cada uno de aquellos elementos, sin importar si solo se combinan 10g o 100 g, esta ley es utilizada al encontrarse reactivos de manera ilimitada en la naturaleza.

Pongamos un metal a la intemperie (Cu) como cualquier metal se oxidara con la ayuda de nuestro amigo el oxígeno

Cu + O = Cu2O (100 %)

2 g + 0,5 g = 2.5 g (100%)

Como vez Cu tiene una proporción del 80% y el O completa el 100% aportando el 20% restante.

Con este conocimiento podemos saber cuando hay otro compuesto aun si no poseemos todos los datos.

Un Resumen de la ley de Proust.

De los experimentos de electrolisis, se obtuvieron reacciones volumétricas y de masa en el agua formada porH2O.

En 1799 Louis Proust estableció que ” cuando dos o más elementos se combinan para formar un compuesto, lo hacen en una

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