Introducción. Compuestos químicos. Reacciones químicas

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Roberto Robles Sánchez
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1 Introducción Compuestos químicos Reacciones químicas

2 Metales Alcalinos Tabla Periódica Gases Nobles Alcalino-térreos Halógenos Grupo Principal Metales de transición Grupo Principal Lantanidos y Actinidos

4 Compuestos moleculares

5 Algunas moléculas H 2 O 2 CH 3 CH 2 Cl P 4 O 10 CH 3 CH(OH)CH 3 HCO 2 H

6 El mol Físicamente es imposible contar átomos. Necesitamos poder relacionar medida de masa con número de átomos. comprando clavos por kilos usando número de átomos por gramo

7 Número de Avogadro El mol es una cantidad de sustancia que contiene el mismo número de entidades elementales que el número de átomos de carbono-12 que hay en una cantidad de exactamente 12 g de carbono-12. N A = 6,022 x mol -1

8 Masa Molecular Es la masa de una molécula en unidades de masa atómica HO HO H OH H H H O OH OH H Glucosa Fórmula molecular C 6 H 12 O 6 Fórmula empírica CH 2 O Masa Molecular: Usar los valores de las mezclas de isótopos, 6 x x x =

9 Masa molar La masa molar, M, es la masa de un mol de una sustancia. Es numéricamente igual a su masa molecular expresada en gramos. Masa Molar de la glucosa: 6 x x x = g/mol

10 Ejercicios 1 y Sin usar una calculadora, ordene las muestras siguientes de menor a mayor número de átomos de carbono: 12 g de 12 C, 1 mol de C 2 H 2, 9 x 1023 moléculas de CO 2 Solución 2.- Calcule el número de moles de glucosa (C 6 H 12 O 6 ) que hay en 5,380 g de esta sustancia. Solución

11 Ejercicios 1 y Sin usar una calculadora, ordene las muestras siguientes de menor a mayor número de átomos de carbono: 12 g de 12 C, 1 mol de C 2 H 2, 9 x 1023 moléculas de CO 2 Solución 12 g de 12 C < 9x10 23 moléculas de CO 2 < 1 mol de C 2 H Calcule el número de moles de glucosa (C 6 H 12 O 6 ) que hay en 5,380 g de esta sustancia. Solución

12 Ejercicios 1 y Sin usar una calculadora, ordene las muestras siguientes de menor a mayor número de átomos de carbono: 12 g de 12 C, 1 mol de C 2 H 2, 9 x 1023 moléculas de CO 2 Solución 12 g de 12 C < 9x10 23 moléculas de CO 2 < 1 mol de C 2 H Calcule el número de moles de glucosa (C 6 H 12 O 6 ) que hay en 5,380 g de esta sustancia. Solución 0,02989 moles

13 Cálculo de la composición centesimal a partir de la fórmula química Calcular la composición porcentual de C 12 H 22 O 11 Masa molar de C 12 H 22 O 11 = 342,0 uma (12)(12,0 uma) % C = 100% = 42,1% 342,0 uma (22)(1,0 uma) % H = 100% = 6,4% 342,0 uma (11)(16,0 uma) % O = 100% = 51,5% 342,0 uma

14 Determinación de la fórmula a partir de la composición centesimal El ácido ascórbico (vitamina C) contiene 40,92% en masa de C, 4,58% de H y 54,50% en masa de oxígeno. Determinar su fórmula empírica. (1 mol C) Moles de C = ( 40,92 g C) = 3, 407molC (12,0 g C) (1 mol H) Moles de H = ( 4,58 g H ) = 4, 54molH (1,0 g H) (1 mol O) Moles de O = ( 54,50 g O) = 3, 406molO (16,0 g O) 3,407 4,54 3,406 C = = 1,00 H = = 1, 33 O = = 1, 00 3,406 3,406 3,406 C:H:O = 3(1:1,33:1) = 3:4:3 C 3 H 4 O 3

15 Ejercicios 3 y Calcule el porcentaje en masa de nitrógeno en Ca(NO 3 ) 2 Solución 4.- El etilenglicol, la sustancia empleada en los anticongelantes para automóvil, se compone de 38,7% en masa de C, 9,7% en masa de H y 51,6% en masa de O. Su masa molar es de 62,1 g/mol. (a) Determine su fórmula empírica. (b) Determine la fórmula molecular. Solución

16 Ejercicios 3 y Calcule el porcentaje en masa de nitrógeno en Ca(NO 3 ) 2 Solución 17,1% 4.- El etilenglicol, la sustancia empleada en los anticongelantes para automóvil, se compone de 38,7% en masa de C, 9,7% en masa de H y 51,6% en masa de O. Su masa molar es de 62,1 g/mol. (a) Determine su fórmula empírica. (b) Determine la fórmula molecular. Solución

17 Ejercicios 3 y Calcule el porcentaje en masa de nitrógeno en Ca(NO 3 ) 2 Solución 17,1% 4.- El etilenglicol, la sustancia empleada en los anticongelantes para automóvil, se compone de 38,7% en masa de C, 9,7% en masa de H y 51,6% en masa de O. Su masa molar es de 62,1 g/mol. (a) Determine su fórmula empírica. (b) Determine la fórmula molecular. Solución CH 3 O; C 2 H 6 O 2

18 Reacciones Químicas Monóxido de nitrogeno + oxígeno dióxido de nitrógeno Paso 1: Escribir la reacción usando símbolos químicos. Paso 2: Balancear la ecuación química. 2 NO + 1 O 2 2 NO 2

19 Representación molecular 2 NO + O 2 2 NO 2

20 Estequiometría Estequiometría significa medir elementos 2 C 6 H 14 O O 2 12 CO H 2 O Gramos de reactivo Moles de reactivo Moles de producto Gramos de producto El factor de conversión principal es la relación molar

21 Ejemplo 2-2 Cuántos moles de agua se producirán por combustión de 2,72 moles de H 2 en un exceso de O 2 Escribir la Ecuación Química: Balancear la Ecuación Química: 2 H 2 + O 2 2 H 2 O Usa el factor estequiométrico o relación molar en la ecuación. n H2 O = 2.72 mol H 2 2 mol H 2 O 2 mol H 2 = 2.72 mol H 2 O

22 Determinación del reactivo limitante El reactivo que se consume completamente determina la cantidad de producto formado. 6 PCl 3 (l) + 6 Cl 2 (g) + P 4 O 10 (s) 10 POCl 3 (l)

23 Reacciones Químicas en disolución Permite el contacto entre átomos, iones y moléculas necesario para que ocurra la reacción. Disolvente Normalmente usamos disolución acuosa (aq) Soluto Material disuelto en el disolvente

24 MOLARIDAD Molaridad (M) = Cantidad de soluto (moles soluto) Volumen de disolucion (L) Si 0,444 moles de urea se disuelven en agua hasta hacer 1,000 L de disolucion, la concentración es: c urea = mol urea = M CO(NH2 ) L 2

25 Dilución de una disolución M i V i M f V f M = n V M i V i = n i = n f = M f V f M f = M i V i V f = M i V i V f

26 Reacciones de Precipitación Iones solubles pueden combinarse para formar un compuesto insoluble. Ocurre la precipitación. AgNO 3 (aq) + NaI(aq) Ag + (aq) + I - (aq) AgI(s)

27 Ecuación iónica neta Reacción de Precipitación Total: AgNO 3 (aq) +NaI (aq) AgI(s) + NaNO 3 (aq) Ecuación iónica completa: Iones espectadores Ag + (aq) + NO 3- (aq) + Na + (aq) + I - (aq) AgI(s) + Na + (aq) + NO 3- (aq) Ecuación iónica neta: Ag + (aq) + I - (aq) AgI(s)

28 Ácidos Los ácidos producen H + en disolución acuosa. Ácidos fuertes: HCl(aq) H + (aq) + Cl - (aq) Ácidos débiles: CH 3 CO 2 H(aq) H + (aq) + CH 3 CO 2- (aq)

29 Bases Las bases producen OH - en disolución acuosa. Bases fuertes: NaOH(aq) Bases débiles: H 2 O Na + (aq) + OH - (aq) NH 3 (aq) + H 2 O(l) OH - (aq) + NH 4+ (aq)

30 Neutralización La propiedad más significativa de los ácidos y las bases es quizás su capacidad de cancelar o neutralizar uno las propiedades del otro. En una reacción de neutralización un ácido y una base reaccionan formándose agua y una disolución acuosa de un compuesto iónico llamado sal. H + (aq) + Cl - (aq) +Na + (aq) + OH - (aq) Na + (aq) + Cl - (aq) + H 2 O(l) ácido base sal agua H + (aq) + OH - (aq) H 2 O(l)

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