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Gonzalo de la Cruz Núñez
hace 7 años
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1 Estequiometria 10-1

2 Contenidos Relación Masa-Número de Unidades Determinación de fórmula Empírica y Molecular Ecuación Química Balance de Ecuaciones Químicas Relaciones Molares en Problemas de Estequiometría Reactivo Limitante 10-2

3 Cómo puedo obtener exactamente un mol de agua? Qué materiales necesito? Balanza, tabla periódica vaso precipitado, pipeta Procedimiento: 1. Conocer la formula química de la sustancia. 2. Utilizar el A para calcular la masa de un mol 10-3

4 Pensar en pequeño y pensar en grande H 2 O u.m.a gramos 10-4

5 NÚMERO DE AVOGADRO 6,022 X MOL = 6,022 X partículas, átomos, moléculas y entidades Masa Molar de una Sustancia = Masa de un Mol de una Sustancia CO 2 = 44g C 6 H 12 O 6 =? H 2 O = 18g KMnO 4 =? 10-5

6 Qué tenemos que hacer para pasar de moles a gramos o de gramos a moles? Calcula la Masa molar del H 2 SO Analizar detalladamente la fórmula molecular H 2 SO 4 Dos átomos de Hidrógeno Un átomo de Azufre Cuatro átomos de Oxigeno 2 x Masa atómica del H = 2 x 1,0 u.m.a. = 2,0 u.m.a. 1 x Masa atómica del S = 1 x 32,1 u.m.a. = 32,1 u.m.a. 4 x Masa Atómica del O = 4 x 16,0 u.m.a. = 64,0 u.m.a Masa Molecular = 98,1 u.m.a; Masa Molar = 98,1 gramos 10-6

7 Ahora que ya sabes como hacerlo Calcula la Masa Molar del: H 2 CO 3 C 2 H 5 OH CuSO 4 x 5H 2 O Calcula la Masa de 0,26 moles de Ácido Sulfúrico R: 25,5g H 2 SO 4 Calcular el número de moles en: 3,71g de Butano 76,0g de Ácido Fosfórico 47,8g de C 2 H 6 O 10-7

8 ESTEQUIOMETRÍA Stoicheion: parte (elemento) Metron: medida Relaciones de moles y masa en sistemas químicos. 10-8

9 ANÁLISIS DE UNA REACCIÓN GLOBAL: Bicarbonato de sodio Dióxido de carbono CH 3 COOH + NaHCO 3 CH 3 COONa + CO 2 + H 2 O Ácido acético (Vinagre) Acetato de sodio Agua "En toda reacción química la masa se conserva, esto es, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos. Esto tiene una importancia fundamental ya que permite extraer componentes específicos de alguna materia prima sin tener que desechar el resto; también es importante debido a que nos permite obtener elementos puros, cosa que sería imposible si la materia se destruyera". 10-9

ENUNCIADOS QUÍMICOS: ECUACIONES Aprendizajes Previos: Lenguaje Químico Símbolos Químicos (letras) Fórmulas (palabras) Ecuación Química: Es una forma abreviada de describir una reacción

10 ENUNCIADOS QUÍMICOS: ECUACIONES Aprendizajes Previos: Lenguaje Químico Símbolos Químicos (letras) Fórmulas (palabras) Ecuación Química: Es una forma abreviada de describir una reacción química, para ello se utilizan los símbolos (elementos) y las fórmulas (compuestos). Así representamos los elementos y compuestos que intervienen en una reacción química. C + O 2 CO

C + O 2 CO 2 Las sustancias que están a la izquierda son reactantes o reactivos ó materias primas Las sustancias que están a la derecha son los productos de la reacción de los componentes anteriores

11 C + O 2 CO 2 Las sustancias que están a la izquierda son reactantes o reactivos ó materias primas Las sustancias que están a la derecha son los productos de la reacción de los componentes anteriores C (s) + O 2(g) CO 2(g) Generalmente se indica el estado físico de los reactivos y productos. Se escribe la letra inicial del estado inmediatamente después de la fórmula y en parentesis con miniscula

12 La Ecuaciones Químicas tienen significado en: NIVELES ATÓMICOS NIVELES MOLECULARES: EN EL EJEMPLO ANTERIOR: C (s) + O 2(g) CO 2(g) Un átomo de Carbono (C) reacciona con una molécula de Oxigeno (O 2 ) para producir una molécula de (CO 2 ) 10-12

13 LA ECUACIÓN QUÍMICA 1 mol N 2 28,02 g + 1 mol O 2 32,00 g 2 mol NO 60,02 g Dividir por el número de Avogadro + Dividir por el número de Avogadro Dividir por el número de Avogadro 1 molécula de N 2 28,02 uma 1 molécula de O 2 32,00 uma 2 moléculas de NO 60,02 uma N 2 (g) + O 2 (g) 2 NO(g) 10-13

14 LA ECUACIÓN QUÍMICA Ecuación balanceada: Debe haber el mismo número de átomos de cada clase a ambos lados de la ecuación

15 BALANCE DE ECUACIONES 1. Se escribe REACTANTES (a la izquierda) y PRODUCTOS (a la derecha). Mg + O 2 = MgO Las fórmulas una vez escritas, NO PUEDEN MODIFICARSE 2. Balance de átomos mediante COEFICIENTES ESTEQUIOMÉTRICOS. 1 Mg + 1/2 O 2 = 1 MgO o alternativamente: 2 Mg + 1 O 2 = 2 MgO El coeficiente estequiométrico multiplica a TODOS LOS ÁTOMOS EN LA FÓRMULA

16 BALANCE DE ECUACIONES 3. Se prefiere LOS COEFICIENTES ENTEROS MÁS PEQUEÑOS. El coeficiente 1 NO SE ESCRIBE. 4. Comprobación. 5. Estado físico de cada sustancia: (g) ; (l) ; (s) ; (ac)

BALANCE DE ECUACIONES En un motor, el octano C 8 H 18 se combina con oxígeno para dar CO 2 y H 2 O líquida. 1.... +... =... +... 2.... +... =.... +... 3.

17 BALANCE DE ECUACIONES En un motor, el octano C 8 H 18 se combina con oxígeno para dar CO 2 y H 2 O líquida = = = = C 8 H 18 (l) + 25 O 2 (g) = 16 CO 2 (g) + 18 H 2 O(g) 10-17

18 BALANCE DE ECUACIONES. EJEMPLO La NITROGLICERINA líquida detona y forma una mezcla de DIÓXIDO DE CARBONO, VAPOR DE AGUA, nitrógeno y OXÍGENO. 1. C 3 H 5 N 3 O 9 = CO 2 + H 2 O + N 2 + O

19 BALANCE DE ECUACIONES. EJEMPLO 2. a) Se identifica los elementos que aparecen UNA SOLA VEZ a cada lado de la ecuación, Y CON IGUAL NÚMERO DE ÁTOMOS. Las fórmulas que contienen a estos elementos deben tener IGUAL COEFICIENTE. C 3 H 5 N 3 O 9 = CO 2 + H 2 O + N 2 + O 2 No hay ninguno en este ejemplo

20 BALANCE DE ECUACIONES. EJEMPLO 2. b) Se busca los elementos que aparecen UNA SOLA VEZ a cada lado CON DISTINTO NÚMERO DE ÁTOMOS, y se ajustan los coeficientes. i) C 3 H 5 N 3 O 9 = 3 CO 2 + H 2 O + N 2 + O 2 ii) 2 C 3 H 5 N 3 O 9 = 6 CO H 2 O + 3 N 2 + O

21 BALANCE DE ECUACIONES. EJEMPLO 2. c) Se ajusta los elementos que APARECEN EN DOS O MÁS FÓRMULAS AL MISMO LADO DE LA ECUACIÓN. 2 C 3 H 5 N 3 O 9 = 6 CO H 2 O + 3 N 2 + ½ O

BALANCE DE ECUACIONES. EJEMPLO 3. Coeficientes ENTEROS MÁS PEQUEÑOS. 4 C 3 H 5 N 3 O 9 = 12 CO 2 + 10 H 2 O + 6 N 2 + O 2 4. Comprobación.

22 BALANCE DE ECUACIONES. EJEMPLO 3. Coeficientes ENTEROS MÁS PEQUEÑOS. 4 C 3 H 5 N 3 O 9 = 12 CO H 2 O + 6 N 2 + O 2 4. Comprobación. 12 C ; 20 H ; 12 N ; 36 O = 12 C ; 20 H ; 12 N ; ( ) O 5. Estado físico. 4 C 3 H 5 N 3 O 9 (l) = 12 CO 2 (g) + 10 H 2 O(g) + 6 N 2 (g) + O 2 (g) 10-22

Balance de Ecuaciones. Problemas a) El sodio reacciona violentamente con el agua para formar hidrógeno gaseoso y solución de hidróxido de sodio.

23 Balance de Ecuaciones. Problemas a) El sodio reacciona violentamente con el agua para formar hidrógeno gaseoso y solución de hidróxido de sodio. R: 2 Na(s) + 2 H 2 O(l) = H 2 (g) + 2 NaOH(ac) b) El ácido nítrico acuoso reacciona con carbonato de calcio para dar dióxido de carbono, agua y solución de nitrato de calcio. R: 2HNO 3 (ac) + CaCO 3 (s) = CO 2 (g) +H 2 O(l) + Ca(NO 3 ) 2 (ac) 10-23

24 Balance de Ecuaciones. Problemas c) El trifluoruro de fósforo se prepara por reacción del tricloruro de fósforo con fluoruro de hidrógeno. El otro producto es cloruro de hidrógeno. Reaccionantes y productos son gases. R: PCl 3 (g) + 3 HF(g) = PF 3 (g) + 3 HCl(g) 10-24

INFORMACIÓN CONTENIDA EN LA ECUACIÓN BALANCEADA N 2 (g) + 3 H 2 (g) = 2 NH 3 (g) 1 molécula de nitrógeno 1 MOL DE MOLÉCULAS de nitrógeno 3 moléculas de hidrógeno 3

25 INFORMACIÓN CONTENIDA EN LA ECUACIÓN BALANCEADA N 2 (g) + 3 H 2 (g) = 2 NH 3 (g) 1 molécula de nitrógeno 1 MOL DE MOLÉCULAS de nitrógeno 3 moléculas de hidrógeno 3 MOLES DE MOLÉCULAS de hidrógeno 2 moléculas de amoníaco 2 MOLES DE MOLÉCULAS de amoníaco 1 x 28,02 g de nitrógeno 3 x 2,02 g de hidrógeno 2 x 17,04 g de amoníaco 10-25

26 EJEMPLOS DE ECUACIONES BALANCEADAS 100 ml ml 2 porciones de helado 1 cereza 50 ml de jarabe de chocolate 100 ml ml 10-26

27 EJEMPLOS DE ECUACIONES BALANCEADAS + 10,00 g plomo 1,56 g azufre 11,56 g sulfuro de plomo ,00 g plomo 3,00 g azufre 11,56 g sulfuro de plomo 1,44 g azufre (sobran) ,00 g plomo 1,56 g azufre 11,56 g sulfuro de plomo 8,00 g plomo (sobran) 10-27

28 RELACIONES MOLARES EN PROBLEMAS DE ESTEQUIOMETRÍA C 3 H CO 2 = 3 CO H 2 O 1 MOLÉCULA 5 MOLÉCULAS 3 MOLÉCULAS 4 MOLÉCULAS 1 MOL DE MOLÉCULAS 5 MOLES DE MOLÉCULAS 3 MOLES DE MOLÉCULAS 4 MOLES DE MOLÉCULAS 1 x 44,11 g 5 x 32,00 g 3 x 44,01 g 4 x 18,02 g 44,11 g 160 g 132,03 g 72,08 g 204,11 g 204,11 g 10-28

INFORMACIÓN CONTENIDA EN UNA ECUACIÓN QUÍMICA 1. Un MOL de propano REACCIONA con 5 MOLES de oxígeno, y PRODUCE 3 MOLES de anhídrido carbónico, además de 4 MOLES de agua. 2.

29 INFORMACIÓN CONTENIDA EN UNA ECUACIÓN QUÍMICA 1. Un MOL de propano REACCIONA con 5 MOLES de oxígeno, y PRODUCE 3 MOLES de anhídrido carbónico, además de 4 MOLES de agua. 2. La MASA MOLAR-GRAMO de propano REACCIONA con 5 MASAS MOLARES-GRAMO de oxígeno y GENERA 3 MASAS MOLARES-GRAMO de anhídrido carbónico, además de 4 MASAS MOLARES-GRAMO de agua

30 Problema En la combustión del propano, según la ecuación anterior: a) Cuántos moles de oxígeno se consumen al producirse 10 moles de agua? R: 12,5 moles de O 2 b) Cuántos moles de CO 2 se producen a partir de 35 g de propano? R: 2,38 moles de CO

31 MÉTODO PARA RELACIONAR MASA DE PRODUCTOS Y REACCIONANTES 1. Escribe la ECUACIÓN BALANCEADA. 2. Convierte la MASA de la sustancia dada, a MOLES. 3. Usa las RELACIONES MOLARES de la ecuación balanceada para calcular los MOLES de la segunda sustancia. 4. Convierte los MOLES de la segunda sustancia a MASA

32 RELACIONES MASA-NÚMERO DE MOLES EN REACCIONES QUÍMICAS Masa de compuesto A MASA MOLAR DE A Moles de compuesto A RELACIÓN MOLAR (DE LA ECUACIÓN BALANCEADA) Masa de compuesto B MASA MOLAR DE B Moles de compuesto B NÚMERO DE AVOGADRO NÚMERO DE AVOGADRO Moléculas de A Moléculas de B 10-32

REACTIVO LIMITANTE Un rico helado (sundae = panagra) se hace con: 2 porciones de helado + 50 ml jarabe + 1 cereza Si se tiene 50 porciones de helado, 1 L de jarabe y 30 cerezas, para cuántos helados

33 REACTIVO LIMITANTE Un rico helado (sundae = panagra) se hace con: 2 porciones de helado + 50 ml jarabe + 1 cereza Si se tiene 50 porciones de helado, 1 L de jarabe y 30 cerezas, para cuántos helados alcanza? Sobra algún ingrediente? Cuánto? porcioneshelado porcioneshelado 25 panagras porcioneshelado/panagra panagras 2 porcioneshelado/panagra 25 panagras 2 porcioneshelado/panagra 1000 ml jarabe 1000 ml jarabe 50 ml 1000 jarabe/panagra ml 50 ml jarabe/panagra 50 ml jarabe/panagra 30 cerezas 30 cerezas 1cereza/panagra 30 cerezas 1cereza/panagra 1cereza/panagra 20 panagras 20 panagras 20 panagras 30 panagras 30 panagras 30 panagras CUÁL SE TERMINA PRIMERO? 10-33

34 REACTIVO LIMITANTE Es el reactante que se agota primero en una reacción química, de este dependerá la cantidad máxima de producto que se puede formar en la reacción

35 REACTIVO LIMITANTE 1. Balancea la ECUACIÓN. 2. Calcula el número de MOLES DE REACCIONANTE. 3. Divide el número de moles por el COEFICIENTE ESTEQUIOMÉTRICO. 4. El número menor es el REACTIVO LIMITANTE

REACTIVO LIMITANTE Dada la ecuación: 2 N 2 H 4 + N 2 O 4 = 3 N 2 + 4 H 2 O Si se tiene 100 g de N 2 H 4 y 200 g de

36 REACTIVO LIMITANTE Dada la ecuación: 2 N 2 H 4 + N 2 O 4 = 3 N H 2 O Si se tiene 100 g de N 2 H 4 y 200 g de N 2 O 4 : a) Cuál es el reactivo limitante? b) Cuánto nitrógeno se forma? c) Cuánto reactivo en exceso sobra? 10-36

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