PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE ESTEQUIOMETRIA

CONCEPTO FUNDAMENTALES CONCEPTO FUNDAMENTALES DE ESTEQUIOMETRIADE ESTEQUIOMETRIA

NÚMERO DE AVOGADRO

6,023 X 10 23

El Número de Avogadro es adimensional

En química :En química :

Número de Avogadro de átomos

Número de Avogadro de moléculas

Número de Avogadro de átomos

Número de Avogadro de moléculas

6,023 x 1023 átomos

6,023 x 1023 moléculas

1 MOL1 MOL

Número de Avogadro

6,023 x 1023

1 Mol de átomos (1 átomo-gramo)

6,023 x 1023 átomos

1 Mol de moléculas (1 molécula-gramo)

6,023 x 1023 moléculas

CONCLUSIONCONCLUSION

1 mol de cualquier elemento contiene 6,023 x1023 átomos de ese elemento

1 mol de cualquier compuesto contiene 6,023 x1023 moléculas de ese compuesto

1 mol de átomos de aluminio

1 átomo-gramo de sodio

EJEMPLOSEJEMPLOS

6,023 x 1023 átomos de aluminio

6,023 x 1023 átomos de sodio

1 mol de moléculas de ácido sulfúrico

1 molécula-gramo de fosfato de calcio

6,023 x 1023 moléculas de fosfato de calcio

6,023 x 1023 moléculas de ácido sulfúrico

Ley de la composición constante

“ Un compuesto siempre está constituido por los mismos elementos y en la misma proporción, sea cual sea su origen”

Cuando se escribe la fórmula molecular de un compuesto, se están indicando los elementos que lo forman y la relación en que se encuentran uno con respecto a los otros.

HH22SOSO44

Hidrógeno (H) Azufre (S)

Oxígeno (O)

2 1

4

4 átomos de Oxígeno.

2 átomos de Hidrógeno

1 átomo de Azufre

1 molécula de H2SO4

40 átomos de Oxígeno.

20 átomos de Hidrógeno

10 átomo de Azufre

10 moléculas de H2SO4

4 x 6,023 x 10 23 átomos de

Oxígeno.

2 x 6,023 x 10 23 átomos de Hidrógeno

1 x 6,023 x 10 23 átomo de

Azufre

6,023 x 10 23 moléculas de H2SO4

1 mol de moléculas de H2SO4

4 x 6,023 x 10 23 átomos de

Oxígeno.

2 x 6,023 x 10 23 átomos de Hidrógeno

1 x 6,023 x 10 23 átomo de

Azufre


4 x 6,023 x 10 23 átomos de

Oxígeno.

2 moles de átomos de Hidrógeno

1 x 6,023 x 10 23 átomo de

Azufre


4 x 6,023 x 10 23 átomos de

Oxígeno.


1 mol de átomos de

azufre


4 moles de átomos de

Oxígeno.


1 mol de átomos de

azufre

1 mol de moléculas de cualquier compuesto contiene tantos moles de átomos, de cada uno de los elementos que la forman, como lo indique el subíndice de cada elemento presente en la fórmula molecular del compuesto.

CONCLUSIONCONCLUSION

1 MOL DE Na2SO4

4 moles de Oxígeno.

2 moles de SODIO

1 mol de Azufre

2 x 6,023 x 10 23 (1,20 x 10 24) átomos de

SODIO

1 x 6,023 x 10 23 (6,023 x 10 23) átomos de

Azufre

4 x 6,023 x 10 23 (2,40 x 10 24)

átomos de Oxígeno

1 MOL DE Ca3(PO4)2

8 moles de Oxígeno.

3 moles de CALCIO

2 mol de FOSFORO

3 x 6,023 x 10 23 (1,80 x 10 24) átomos de

SODIO

2 x 6,023 x 10 23 (1,20 x 10 24) átomos de

Azufre

8 x 6,023 x 10 23 (4,82 x 10 24)

átomos de Oxígeno.

EJERCICIOS

1.- ¿Cuántos átomos están contenidos en 1 mol de potasio?

Solución:

1 mol de cualquier elemento contiene 6,023 x 1023 átomos.

1 mol de potasio contiene 6,023 x 1023 átomos de potasio.

Respuesta:

1 mol de potasio contiene 6,023 x 1023 átomos de potasio.

2.- ¿ Cuántos átomos están contenidos en 2,5 moles de sodio?

Solución:


Respuesta:

2,5 moles de sodio contiene 6 1,51 x 1024 átomos

1 mol de sodio contiene 6,023 x 1023 átomos2,5 moles de sodio contienen X

X = 6,023 x 1023 átomos x 2,5 moles = 1,51 x 1024 átomos1 mol

3.- ¿Cuántos moles están contenidos en 12,025x 1023 átomos de litio?

Solución:


Respuesta:

12,025x 1023 átomos de litio están contenidos en 2 moles

1 mol de litio contiene 6,023 x 1023 átomos X contiene 12,025x 1023 átomos

X = 12,025x 1023 átomos x 1 mol = 2 moles6,023 x 1023 átomos

4.- ¿Cuántas moleculas están contenidas en 1,25 moles de fosfato de litio?

Solución:

1 mol de cualquier compuesto contiene 6,023 x 1023 moléculas

Respuesta:

1,25 moles de fosfato de litio contienen 7,53 x 1023 moléculas

1 mol de fosfato de litio contiene 6,023 x 1023 moléculas1,25 moles de fosfato de litio contiene X

X = 6,023 x 1023 moléculas x 1,25 moles = 7,53 x 1023 moléculas 1 mol

5.- ¿Cuántas moles están contenidos en 2,45 x 1024 moléculas de fosfato de calcio?

Solución:

1 mol de cualquier compuesto contiene 6,023 x 1023 moléculas

Respuesta:

2,45 x 1024 moléculas de fosfato de calcio están contenidas 4,07 moles.

1 mol de fosfato de calcio contiene 6,023 x 1023 moléculas

X contiene 2,45 x 1024 moléculas

X = 2,45 x 1024 moléculas x 1 mol = 4,07 moles 6,023 x 1023 moléculas

6.- ¿Cuántas moles de sodio están contenidos en 4,5 moles de sulfato de sodio?

Solución:

1 mol de sulfato de sodio contiene 2 moles de sodio

Respuesta:

4,5 moles de sulfato de sodio contienen 9 moles de sodio

1 mol de sulfato de sodio contiene 2 moles de sodio4,5 moles de sulfato de sodio contienen X

X = 4,5 moles x 2 moles = 9 moles1 mol

Fórmula molecular sulfato de sodio: Na2SO4

6.- ¿Cuántas átomos de oxígeno están contenidos en 3 moles de clorato de calcio?

Solución:

1 mol de clorato de calcio contiene 6 moles de oxígeno

1 mol de clorato de calcio contiene 6 moles de oxígeno

Fórmula molecular clorato de aluminio: Ca(ClO3)2

1 mol de oxígeno contiene 6,023 x 1023 átomos de oxígeno

3 moles de clorato de calcio contienen X

1 mol de clorato de calcio contiene 6 x 6,023 x 1023 átomos

1 mol de clorato de calcio contiene 3,61 x 1024 átomos

Respuesta:

3 moles de clorato de calcio contienen 1,08 x 1025 átomos de oxígeno

X = 3 moles x 3,61x 1024 átomos = 1,08 x 1025 átomos 1 mol

PESO ATÓMICO

Na 23

23Peso atómico

PESO ATÓMICO

u.m.a Gramos

Peso de 1 átomo

6,023 x 10 23 átomos

1 mol de átomos

Peso atómico del sodio = 23

1 átomo de sodio pesa 23 u.m.a

6,023 x1023 átomos de sodio pesan 23 gramos.

1 mol de átomos de sodio pesa 23 gramos

Peso atómico del azufre = 32

1 átomo de azufre pesa 23 u.m.a

6,023 x1023 átomos de azufre pesan 23 gramos

1 mol de átomos de azufre pesa 23 gramos

1 mol de cualquier elemento pesa su peso atómico expresado en gramos y contiene 6,023 x 1023 átomos.

CONCLUSION

PESO MOLECULAR

El peso molecular se calcula sumando los pesos atómicos de cada uno de los elementos presentes en la fórmula molecular del compuesto, multiplicado por la veces que se repite dicho elemento.

H2SO4

Pesos atómicos: H= 1 S= 32 O=16

Peso molecular:

H = 2 x 1 = 2 S = 1 x 32 = 32 O = 4 x 16 = 64

98

Peso molecular del ácido sulfúrico = 98

H2CO3

Pesos atómicos: H= 1 C= 12 O= 16

Peso molecular:

H = 2 x 1 = 2 S = 1 x 12 = 12 O = 3 x 16 = 48

62

Peso molecular del ácido carbónico = 62

PESO MOLECULAR

u.m.a Gramos

Peso de 1 molécula

6,023 x 10 23 moléculas

1 mol de moléculas

Peso molecular del ácido sulfúrico = 98

1 molécula de ácido sulfúrico pesa 98 u.m.a

6,023 x1023 moléculas de ácido sulfúrico pesan 98 gramos.

1 mol de moléculas de ácido sulfúrico pesa 98 gramos

Peso molecular del ácido carbónico = 62

1 molécula de ácido carbónico pesa 62 u.m.a

6,023 x1023 moléculas de ácido carbónico pesan 62 gramos.

1 mol de moléculas de ácido carbónico pesa 62 gramos

EJERCICIOS

1.- ¿Cuántos gramos pesan 2 moles de átomos de sodio? Peso atómico de sodio = 23

Solución:

1 mol de sodio pesa 23 gramos

1 mol de sodio pesa 23 gramos 2 moles de sodio pesarán X

X = 2 moles x 23 gramos = 46 gramos de sodio 1 mol

Respuesta: 2 moles de átomos de sodio pesan 46 gramos.

1 mol de sodio pesa su peso atómico en gramos

2.- ¿Cuántos moles de átomos de sodio contiene 2,35 x 2023 átomos? Peso atómico de sodio = 23

Solución:

1 mol de sodio contiene 6,023 x 1023 átomos.

1 mol de sodio contiene 6,023 x 1023 átomos X contiene 2,35 x 2023 átomos

X = 2,35 x 2023 átomos x 1 mol = 0,39 moles 6,023 x 1023 átomos

Respuesta: 2,35 x 2023 átomos de sodio estan contenidos en 0,39 moles.

3.- ¿Cuántos moles pesan 235 gramos de sulfato de sodio ? Pesos atómicos: Na= 23 S=32 O = 16

Solución:

1 mol de sulfato de sodio pesa su peso molecular en gramos.

Peso molecular de sulfato de sodio = 142 gramos

1 mol de sulfato de sodio pesa 142 gramos X pesan 235 gramos

X = 235 gramos x 1mol = 1,65 moles 142 gramos

Respuesta: 1,65 moles de sulfato de sodio pesan 235 gramos

4.- ¿Cuántas moléculas están contenidas en 0,35 gramos de carbonato de calcio ? C= 12 O = 16 Ca = 40Solución:

1 mol de carbonato de calcio pesa su peso molecular en gramos

Peso molecular de carbonato de calcio = 100 gramos

6,023 x 1023 moléculas pesan 100 gramos

X pesan 0,350 gramos

Respuesta: 0,350 g de carbonato de calcio contienen 2,11 x 1021 moléculas.

X = 6,023 x 1023 moléculas x 0,350 gramos = 2,11 x 1021 moléculas 100 gramo

1 mol de carbonato de calcio contiene 6,023x1023 moléculas

ESTEQUIOMETRIA

Es la que se encarga de estudiar las relaciones cuantitativas existentes entre elementos y compuestos, cuando experimentan cambios químicos.

5.- ¿Cuántos nanomoles pesan en 58 gramos de Hidróxido de potasio ? K= 39 O = 16 H = 1Solución:

1 mol de Hidróxido de potasio pesa su peso molecular en gramos.

Peso molecular del Hidróxido de potasio = 56 gramos

1 x 109 nanomoles pesan 56 x 106 microgramos X pesan 580 microgramos

Respuesta: 10,35 x 103 nanomoles de Hidróxido de potasio pesan 580 microgramos.

X = 1 x 109 micromoles x 580 microgramos = 10,35 x 103 nanomoles 56 x 106 microgramos

Reacción química

Es la transformación de una o más sustancias en otra u otras sustancias nuevas con características químicas y físicas distintas a las sustancias que le dieron origen.

Ecuación química

Es la representación de las transformaciones que ocurren en una reacción química utilizando símbolos y fórmulas.

Reaccionantes Productos

Reaccionantes

Reacciones unidireccionales o irreversibles

Reacciones bidireccionales o reversibles

Productos

A + B C + D Reaccionantes Productos



REACCIONES REVERSIBLES

A + B C + D

SENTIDO DIRECTO

C + D A + B

SENTIDO INVERSO

LEY DE LA CONSERVACION DE LA MASA

La Suma de las masas de los reaccionantes es igual a laSuma de las masas de los productos.Las reacciones que estudiaremos en este curso involucran el rompimiento y formación de nuevos enlaces, y no la transformación de un átomo en otro distinto.

Para cumplir con la Ley de la conservación de la masa, se debe igualar el número de átomos de cada uno de los elementos presente a ambos lados de la ecuación química.

METODO DEL BALANCEO POR TANTEO

El método del balaceo por tanteo nos permite igualar el número de átomos de los elementos presentes a ambos lados de la ecuación química

Procedimiento para balacear por tanto una ecuación química:

1.- Se balancean los átomos de los elementos metálicos.

2.- Se balancean los átomos de los elementos no metálicos.

3.- Se balancean los átomos de oxígeno.

4.- Se balancean los átomos de hidrógeno.

Ejemplos

1.- Balancee la siguiente ecuación química por el método del tanteo.

H2SO4 + Al(OH)3 Al2(SO4)3 + H2O

Solución:1.- Se balancean los átomos de aluminio.

H2SO4 + 2Al(OH)3 Al2(SO4)3 + H2O

2.- Se balancean los átomos de Azufre

3H2SO4 + 2Al(OH)3 Al2(SO4)3 + H2O

3.- Se balancean los átomos de Oxígeno

3H2SO4 + 2Al(OH)3 Al2(SO4)3 + 6H2O

4.- Los átomos de oxígeno ya están balanceados.

COEFICIENTES ESTEQUIMETRICOS

Son aquellos números que se colocan al lado de cada compuesto o átomo presentes en una ecuación química balanceada.

3H2SO4 + 2Al(OH)3 Al2(SO4)3 + 6H2O

Ejemplo:

Coeficientes estequiométricos

RELACION ESTEQUIOMETRICA

Nos indican la proporción en que se encuentra una sustancia con respecto a la otra dentro de ecuación química balanceada.

La relación estequiométrica entre las sustancias participantes en la reacción puede plantearse de dos formas:

1.- Relación estequiométrica de átomos y moléculas

2.- Relación estequiométrica de moles.

Ejemplo:

3H2SO4 + 2Al(OH)3 Al2(SO4)3 + 6H2O

3 moléculas 2 moléculas 1 molécula 6 moléculas

3 moles 2 moles 1 mol 6 moles

Los moles de esta relación estequiométrica pueden ser transformados en moléculas o átomos y también en gramos o cualquier submúltiplo del mol o gramo.

Recuerda: Para transformar los moles a moléculas o átomos, se multiplica el número de moles por el número de Avogadro (6,023 x 1023)

Recuerda: Para transformar los moles a gramos, se multiplica el número de moles por el peso molecular o peso atómico.

3H2SO4 + 2Al(OH)3 Al2(SO4)3 + 6H2O


3 moles x 98 gr/mol

294 gr.

2 moles x 78 gr/mol

156 gr.

1 mol x 492 gr/mol

492

6 moles x 18 gr/mol

108 gr.

3H2SO4 + 2Al(OH)3 Al2(SO4)3 + 6H2O


3 moles x N 2 moles x N 1 moles x N 6 moles x N

18,069x1023

moléculas12,046x1023



moléculas

Ejemplo:

Se tiene la siguiente ecuación química balanceada:

6HNO3 + 3 S 3 H2SO4 + 6NO

Se pregunta:

a.- Cuántos cuantos moles de ácido sulfúrico se producirán al reaccionar 1,25 x1022 átomos de azufre.

b.- Cuántos cuantos gramos de oxido nítrico se producirán al reaccionar 2,5 moles de ácido nítrico.

c.- Cuántos cuantos gramos de azufre serán necesario que reaccionen para formar 120 gramos de óxido nítrico.

Solución:

a.- 3 moles de S 3 moles de H2SO4

3 x N átomos de S 3 moles de H2SO4

18,069 x 1023

átomos de azufre3 moles de H2SO4

1,25 x1022

átomos de azufreX

X = 3 moles x 1,25 x1022 átomos = 2,08 x 10-2 moles 18,069 x 1023 átomos

Respuesta: 2,08 x 10-2 moles de ácido sulfúrico se producen al reaccionar 1,25 x1022 átomos de azufre.

b.- 6 moles de HNO3 6 moles de NO

6 moles 6 x Peso molecular

6 moles 6 moles x 30 gr/mol

2,5 moles X

X = 2,5 moles x 180 gramos = 75 gramos 6 moles

Respuesta: 2,5 moles de ácido nítrico producen 75 gramos de Oxido nítrico.

6 moles 180 gramos

b.- 3 moles de S 6 moles de NO

3 moles x Peso atómico 6 x Peso molecular

6 moles x 32 gr/mol 6 moles x 30 gr/mol

120 gramosX

X = 192 gramos x 120 gramos = 128 gramos 180 gramos

Respuesta: 120 gramos de óxido nítrico producirán 128 gramos de azufre.

192 gramos 180 gramos

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