Química: conocimientos previos

Transcripción

1 Química: conocimientos previos Cálculos estequiométricos Objetivos que el alumno debería alcanzar al terminar el capítulo: Utilizar el concepto de mol para resolver problemas numéricos donde intervengan masas de reactivos y productos Manejar los conceptos de reactivo limitante, rendimiento y riqueza para resolver problemas numéricos donde d intervengan masas de reactivos y productos Determinar como preparar disoluciones y hacer conversiones entre sus diversas unidades: molaridad, riqueza, g/l, fracción molar, molalidad, ppm, etc.. Utilizar el concepto de mol, y su relación con el volumen de los gases ideales para resolver problemas numéricos donde intervengan masas y/o volúmenes de reactivos y productos Aplicar las relaciones entre número de moles, presiones parciales, volumen y temperatura cuando una o varias sustancias es gas Resolver problemas numéricos de reactividad donde intervengan sustancias sólidas y/o líquidas y/o gaseosas y/o disoluciones Calcular la composición o cantidad de una mezcla 2 o más reactivos que reaccionan con otro simultáneamente en función de las masas y/o volúmenes finales 1

2 Prefijos usados en las unidades del SI Prefijo Símbolo Significado Tera- T Giga- G 10 9 Mega- M 10 6 Kilo- k 10 3 Deci- d 10-1 Centi- c 10-2 Mili- m 10-3 Micro- μ 10-6 Nano- n 10-9 Pico- p Química La ciencia i experimental que estudia las propiedades, estructura y y transformaciones de la materia a partir de su composición química 2

3 Materia es cualquier cosa que ocupa espacio y tiene masa. Árbol, aire tierra Una sustancia es una forma de materia que tiene una composición definida y distintas propiedades. Agua, amoníaco, sucrosa, oro, oxígeno 3

4 Una mezcla es una combinación de dos o más sustancias en la cual las sustancias conservan sus propiedades características. 1. Mezcla homogénea la composición de la mezcla es la misma en toda la disolución. refresco, leche 2. Mezcla heterogénea la composición no es uniforme en todo punto de la misma. cemento, limaduras de hierro en arena Un elemento es una sustancia que no se puede separar en sustancias más simples por medios químicos. Se han identificado 115 elementos 83 elementos se encuentran de forma natural en la Tierra oro, aluminio, plomo, oxígeno, carbono 32 elementos se han obtenido por medios científicos tecnecio, americio, seaborgio 4

5 Medida de la cantidad de sustancia Mol Atomo-gramo Equivalente-gramos Peso formula El mol es la cantidad de una sustancia que contiene tantas entidades elementales como átomos hay exactamente en 12 gramos de 12 C 1 mol = N A = 6, x Número de Avogadro (N A ) 5

6 Número atómico Masa atómica Masa atómica relativa (promedio) o peso atómico: 6,941 (sin unidades) Metales Metaloides No metales Masa molar Masa molar (M) es la masa de 1 mol de huevos zapatos átomos en gramos 1 átomo 12 C = 12,000 uma 1 mol átomos 12 C = 6,022 x átomos: M( 12 C) = 12,000 g /mol Para cualquier elemento masa molar (gramos / mol) = masa atómica (uma) 6

7 Monóxido de carbono Dióxido de carbono 2 12 g 16 g 12 g 32 g La composición porcentual de un elemento en un n x masa molar del elemento compuesto = masa molar del compuesto x 100% n es el número de moles del elemento en 1 mol del compuesto M (C 2 H 6 O) = (2 x 12,01) + (6 x 1,008) + (1 x 16,00) = 46,07 g/mol C 2 H 6 O 2 x (12,01 g) %C = x 100% = 52,14% 46,07 g 6 x (1,008 %H = g) x 100% = 13,13% 13% 46,07 g 1 x (16,00 g) %O = x 100% = 34,73% 46,07 g 52,14% + 13,13% + 34,73% = 100,0% 7

8 Composición porcentual y fórmulas empíricas Masa porcentual Convertir en gramos y dividir entre la masa molar Determine la fórmula de un compuesto que tiene la siguiente composición porcentual en peso: 24,75 % K, 34,77 % Mn, 40,51 % O Moles de cada elemento Ratio molar de los elementos Fórmula empírica Dividir entre el menor número de moles Introducir los subíndices n K = 24,75 g K x 1 mol K 39,10 g K = 0,6330 mol K 1 mol Mn n Mn = 34,77 g Mn x = 0,6329 mol Mn 54,94 g Mn n O = 40,51 g O x 1 mol O 16,00 g O = 2,532 mol O Composición porcentual y fórmulas empíricas Masa porcentual Moles de cada elemento Ratio molar de los elementos Convertir en gramos y dividir entre la masa molar Dividir entre el menor número de moles n K = 0,6330; n Mn = 0,6329; n O = 2,532 0,6330 K : ~ 1,0 0,6329 Mn : 0,6329 0,6329 = 1,0 2,532 O : ~ 4,0 0,6329 Introducir los subíndices Fórmula empírica KMnO 4 8

9 Dilution is the procedure for preparing a less concentrated solution from a more concentrated solution. Dilution Add Solvent Moles of solute before dilution (i) = Moles of solute after dilution (f) M i V i = M f V f 9

10 Limiting Reagents 6 red green left used overup Ley de Dalton + V y T ctes by Prentice-Hall, Inc. 10

11 Bottle full of oxygen gas and water vapor 2KClO 3 (s) 2KCl (s) + 3O 2 (g) P T = P O + P H O 2 2 Suposiciones: El gas no reacciona con el agua. No se verifica para el NH 3 El gas no se disuelve en el agua. 11