ESTEQUIOMETRÍAESTEQUIOMETRÍA

TEMA 2

2DA PARTE

CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRÍACONCEPTO DE ESTEQUIOMETRÍA

EstequiometríaEstequiometría, estudio de las , estudio de las proporciones ponderales o volumétricas en proporciones ponderales o volumétricas en una reacción química. La palabra una reacción química. La palabra estequiometría fue establecida en 1792 por estequiometría fue establecida en 1792 por el químico alemán Jeremias B. Richter para el químico alemán Jeremias B. Richter para designar la ciencia que designar la ciencia que mide las mide las proporciones según las cuales se deben proporciones según las cuales se deben combinar los elementos químicos.combinar los elementos químicos.

ESTEQUIOMETRÍA DE UNA ESTEQUIOMETRÍA DE UNA REACCIÓN QUÍMICAREACCIÓN QUÍMICA

–       Cálculos con moles.Cálculos con moles.–       Cálculos con masas.Cálculos con masas.–       Cálculos con volúmenes en Cálculos con volúmenes en condiciones condiciones normales.normales.– Cálculos con volúmenes en condiciones Cálculos con volúmenes en condiciones

no normales.no normales.–       Cálculos con reactivo limitante.Cálculos con reactivo limitante.–       Cálculos con reactivos en disolución.Cálculos con reactivos en disolución.

ESTEQUIOMETRÍA DE UNA ESTEQUIOMETRÍA DE UNA REACCIÓN QUÍMICAREACCIÓN QUÍMICA

Es la Es la proporción en molesproporción en moles en la que se en la que se combinan los distintos reactivos y en la que combinan los distintos reactivos y en la que se forman los distintos productos de la se forman los distintos productos de la reacción (reacción (TEÓRICO – TEÓRICO – LABORATORIOLABORATORIO O REAL) O REAL)

Una vez determinado el número de moles Una vez determinado el número de moles de reactivos y productos (ajuste de la de reactivos y productos (ajuste de la reacción) se puede hacer el cálculo en reacción) se puede hacer el cálculo en masa (gramos) o en volumen (litros) en el masa (gramos) o en volumen (litros) en el caso de gases o disoluciones.caso de gases o disoluciones.

PESO ATÓMICO ABSOLUTO Y PESO PESO ATÓMICO ABSOLUTO Y PESO ATÓMICO RELATIVOATÓMICO RELATIVO

A – ABSOLUTOA – ABSOLUTO: Representa la masa real que : Representa la masa real que posee el átomo, esta función de las partículas posee el átomo, esta función de las partículas subatómicassubatómicas

A – RELATIVOA – RELATIVO: Representa la masa que tiene un : Representa la masa que tiene un elemento respecto a otro elemento. Hoy en día se elemento respecto a otro elemento. Hoy en día se toma al Carbóntoma al Carbón

POR EJEMPLO

)()()( 000 eNpABS meNmNNmpNA

)(100090727,2.;.12 231 gAA

AA AbsC

AbsC

Absr

0005485799,0;00866,1;0072765,1 eNp

PESOS MOLECULARESPESOS MOLECULARES

PM ABSOLUTO = SUMA DE LOS PM ABSOLUTO = SUMA DE LOS AA ABSOLUTOSABSOLUTOS

PM RELATIVO = SUMA DE LOS PM RELATIVO = SUMA DE LOS AA RELATIVOS RELATIVOS (TABLA PERIÓDICA)(TABLA PERIÓDICA)

AGUA – HAGUA – H2200 2 H = 22 H = 2

1 O = 161 O = 16

PM = 18 (g/mol)PM = 18 (g/mol)

LEY DE AVOGADROLEY DE AVOGADRO

AMEDEO AVOGADRO

Conde de Quregna e Ceretto

En 1811 formuló la ley que hoy lleva su nombre, y que tardó casi 40 años en ser aceptada de forma

LEY DE AVOGADROLEY DE AVOGADRO

Ley fundamental en química que establece que Ley fundamental en química que establece que bajo idénticas condiciones de temperatura y bajo idénticas condiciones de temperatura y presión, volúmenes iguales de gases presión, volúmenes iguales de gases contienen el mismo número de moléculas (o contienen el mismo número de moléculas (o átomos)átomos)

Nº de Avogadro Nº de Avogadro o Constante de Avogadroo Constante de Avogadro

Representa fundamentalmente la cantidad Representa fundamentalmente la cantidad de átomos y moléculas por de átomos y moléculas por molmol de de sustancia. Su valor establecido es de sustancia. Su valor establecido es de aproximadamente 6,0221367 x 10aproximadamente 6,0221367 x 102323

MOL DE ÁTOMOS (mol-át)MOL DE ÁTOMOS (mol-át) ÁTOMOS GRAMOS (át-g) ÁTOMOS GRAMOS (át-g)

Representa la masa de un átomo expresada Representa la masa de un átomo expresada en gramos y numéricamente igual a su peso en gramos y numéricamente igual a su peso atómicoatómico..

Por ejemplo:Por ejemplo:

1 mol-át o 1 at-g de 1 mol-át o 1 at-g de SS tiene 32 gramos tiene 32 gramos

A == 1 mol-át 1 át-g = 6,0221367*1023 átomos

A == 1 át-g A = 6,0221367*1023 átomos

1 mol-át == 6,0221367*1023 átomos

MOL O MOLÉCULA GRAMO (mol)MOL O MOLÉCULA GRAMO (mol)

representa la cantidad de un compuesto representa la cantidad de un compuesto expresada en gramos y numéricamente igual a su expresada en gramos y numéricamente igual a su peso molecularpeso molecular

Por ejemplo:Por ejemplo:

PM del HPM del H22SOSO44= 98 (g/mol) ó 98 gramos de H= 98 (g/mol) ó 98 gramos de H22SOSO44

P.M. ==1 mol

P.M. ==6,0221367*1023

moléculas1 mol ==

6,0221367*1023

moléculas

Volumen molarVolumen molar

Se ha encontrado experimentalmente que en Se ha encontrado experimentalmente que en condiciones normales:condiciones normales:

C.N.:C.N.: 0 0ooC= 273,15°K C= 273,15°K 1 atmósfera de presión =760 torricelli1 atmósfera de presión =760 torricelli) o ) o

estándarestándar

un mol de cualquier gas ocupa aproximadamenteun mol de cualquier gas ocupa aproximadamente 22,414 22,414

DENSIDADDENSIDAD

Masa de un cuerpo por unidad de volumenMasa de un cuerpo por unidad de volumen

oo

La cantidad de una cualidad intrínseca de una La cantidad de una cualidad intrínseca de una sustancia por unidad de volumen.sustancia por unidad de volumen.

Esta cualidad puede ser su masa, su carga eléctrica Esta cualidad puede ser su masa, su carga eléctrica o su energía o su energía

TIPOS DE DENSIDADESTIPOS DE DENSIDADES

DENSIDADDENSIDAD

DENSIDAD ABSOLUTA DE DENSIDAD ABSOLUTA DE LOS GASESLOS GASES

DENSIDAD RELATIVADENSIDAD RELATIVA

PESO ESPECÍFICOPESO ESPECÍFICO

Volumen

MasavolumendeunidadpormasaDensidad ....

molL

MPo

MOLARVOLUMEN

GASDELMOLECULARPESOAbsAbs /.414,22

....

.

....

pAbs

iAbsl

p

il o

ReRe ..

CAAGUADELDENSIDAD

SUSTANCIALADEDENSIDAD

CAAGUADEIGUALVOLUMENUNDEMASA

LIQUIDOOSÓLIDOUNDEMASAESPECÍFICOPESO

98,3....

...

4........

......

ALGUNOS CÁLCULOSALGUNOS CÁLCULOS

Reacciones con reactivo limitanteReacciones con reactivo limitante

Hay veces que nos dan más de una cantidad de Hay veces que nos dan más de una cantidad de reactivos y/o productos.reactivos y/o productos.

En estos casos, uno de los reactivos quedará en En estos casos, uno de los reactivos quedará en excesoexceso y no reaccionará todo él. y no reaccionará todo él.

El otro reactivo se consume totalmente y se El otro reactivo se consume totalmente y se denomina denomina reactivo limitantereactivo limitante, ya que por mucho , ya que por mucho que haya del otro no va a reaccionar más.que haya del otro no va a reaccionar más.

ALGUNOS CÁLCULOSALGUNOS CÁLCULOSEl rendimiento en las reacciones químicas.

En casi todas las reacciones químicas suele obtenerse En casi todas las reacciones químicas suele obtenerse menor cantidad de producto dela esperada a partir de menor cantidad de producto dela esperada a partir de los cálculos estequiométricos.los cálculos estequiométricos.

Esto se debe a:Esto se debe a:– Perdida de material al manipularlo.Perdida de material al manipularlo.– Condiciones inadecuadas de la reacción.Condiciones inadecuadas de la reacción.– Reacciones paralelas que formas otros productos.Reacciones paralelas que formas otros productos.

Se llama rendimiento a:Se llama rendimiento a: mproducto (obtenida)mproducto (obtenida)

Rendimiento = ———————— · 100 Rendimiento = ———————— · 100 mproducto (teórica) mproducto (teórica)

Se llama riqueza al % de sustancia pura que tiene la Se llama riqueza al % de sustancia pura que tiene la muestra.muestra.

La mayor parte de las sustancias no suelen La mayor parte de las sustancias no suelen encontrarse en estado puro.encontrarse en estado puro.

m (sustancia pura)m (sustancia pura)riqueza = ———————— · 100riqueza = ———————— · 100 m (muestra) m (muestra)

ALGUNOS CÁLCULOSALGUNOS CÁLCULOSRIQUEZA

finfin

EJEMPLO EJEMPLO

VOLCAN CHIMBORAZO

6310 m.s.n.m.

ELEVACIÓN ABSOLUTA

CON RESPECTO AL NIVEL DEL MAR (O METROS)

ELEVACIÓN RELATIVA

CIMA DEL VOLCAN CON RESPECTO DE LA PLANICIE 1000 m.

CON RELACIÓN A LA

LADERA 400 m.10

00 m40

0 m

VALORES TEÓRICOS VALORES TEÓRICOS VALORES DE LABORATORIO O REALESVALORES DE LABORATORIO O REALES

VALORES TEÓRICOS: Se relacionan a los datos VALORES TEÓRICOS: Se relacionan a los datos obtenidos a partir de los pesos atómicos o pesos obtenidos a partir de los pesos atómicos o pesos moleculares.moleculares.

PM del HPM del H22SOSO44= 98 (g/mol) ó 98 gramos de H= 98 (g/mol) ó 98 gramos de H22SOSO44

VALORES REALES O PRÁCTICOS: Se VALORES REALES O PRÁCTICOS: Se relacionan a los datos obtenidos en laboratorio en relacionan a los datos obtenidos en laboratorio en campo (datos propios).campo (datos propios).

10 gramos de H10 gramos de H22SOSO44

MOLMOL

MoMol, unidad básica del S I, definida como la l, unidad básica del S I, definida como la cantidad de una sustancia que contiene tantas cantidad de una sustancia que contiene tantas entidades elementalesentidades elementales (átomos, moléculas, iones, (átomos, moléculas, iones, electrones u otras partículas) electrones u otras partículas) como átomos hay en como átomos hay en 0,012 kg (12 g) de carbono 120,012 kg (12 g) de carbono 12. Esa cantidad de . Esa cantidad de partículas es aproximadamente de 6,0221 × 10partículas es aproximadamente de 6,0221 × 102323, , el llamado número de Avogadro. Por tanto, el llamado número de Avogadro. Por tanto, un mol un mol es la cantidad de cualquier sustancia cuya masa es la cantidad de cualquier sustancia cuya masa expresada en gramos es numéricamente igual a la expresada en gramos es numéricamente igual a la masa atómica de dicha sustancia.masa atómica de dicha sustancia.