CONCEPTOS ELEMENTALES

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1 CONCEPTOS ELEMENTALES 1. Medida de la masa. 2. Clasificación de la materia. 3. Representación de fórmulas químicas. 4. Leyes de los gases. 5. Leyes ponderales y volumétricas. 6. Disoluciones. 7. Reacciones químicas. 8. Estequiometría. Química 2º bachillerato Conceptos elementales 1

2 1. MEDIDA DE LA MASA Hay diferentes tipos de masas: Masa atómica: Es la masa de un átomo de cualquier elemento comparada con la uma (doceava parte de la masa del isótopo 12 del carbono). Es una masa relativa. Masa molecular: Es la masa en umas que resulta al sumar las masas de los átomo que forman una molécula. También es relativa. Masa atómica gramo: Es la masa atómica expresada en gramos, coincide con la masa de un mol de átomos. Masa molecular gramo: Es la masa molecular expresada en gramos, coincide con la masa de un mol de moléculas. Química 2º bachillerato Conceptos elementales 2

3 1. MEDIDA DE LA MASA También hay que definir: Mol: Es la cantidad de sustancia que contiene tantas partículas (átomos, moléculas, electrones, ) como átomos de carbono 12 hay en 12 gr. Número de Avogadro: ES un valor constante que indica el número de partículas (átomos de carbono) que hay en 12 gr de carbono 12 (en un mol), es 6, Masa molar: Es la masa, en gramos, de un mol de la sustancia. Es distinto para cada sustancia. Química 2º bachillerato Conceptos elementales 3

4 2. CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA ELEMENTO Sustancia básica que puede combinarse con otros elemento para formar un compuesto, no se puede descomponer en otras sustancias más simples. MATERIA Todo aquello que tiene masa. COMPUESTO Sustancia formada por la combinación de diversos elementos. SUSTANCIA PURA Composición química fija e invariable SUSTANCIA Diversas clases de materia MEZCLA Adición de sustancias puras, sin unión química (se pueden separar por procedimientos físicos) SUSTANCIA SIMPLE Formada por un único elemento químico SUSTANCIA COMPUESTA Formada por más de un elemento químico HOMOGENEA Una sola fase HETEROGENEA Varias fases ÁTOMO Parte más pequeña de un elemento, Puede combinarse quimicamente para formar compuestos. MOLÉCULA Porción más pequeña de una sustancia, Puede existir independientemente conservando sus propiedades Química 2º bachillerato Conceptos elementales 4

5 3. REPRESENTACIÓN DE FÓRMULAS QUÍMICAS Existen diversas manera de representar una fórmula química: Fórmula empírica: Expresa los elementos que constituyen la molécula y la proporción en la que se encuentran. Fórmula molecular: Expresa los elementos que constituyen la molécula y la cantidad total de cada uno de los átomos que forman la molécula. Fórmula desarrollada: Expresa gráficamente como están unidos los átomos que constituyen la molécula. Fórmula estructural: Expresa la distribución espacial de los átomos que forman la molécula viendo su geometría y representando la forma real de la molécula. Química 2º bachillerato Conceptos elementales 5

6 3. REPRESENTACIÓN DE FÓRMULAS QUÍMICAS La composición centesimal de un compuesto nos indica la masa de cada elemento que forman el compuesto por cada 100 gramos del mismo, son los porcentajes en masa de los elementos presentes en el compuesto. A partir de esta se puede determinar la fórmula empírica del compuesto. Química 2º bachillerato Conceptos elementales 6

7 4. LEYES DE LOS GASES El estado gaseoso tiene una serie de comportamientos peculiares y característicos: El volumen molar. La ecuación de estado de los gases perfectos. Química 2º bachillerato Conceptos elementales 7

8 4. LEYES DE LOS GASES El volumen molar de una sustancia es el volumen que ocupa un mol de la misma. Un mol de cualquier sustancia en estado gaseoso ocupa el mismo volumen en idénticas condiciones de presión y temperatura. En condiciones normales (0ºC y 1 atm) el volumen ocupado por un mol es de 22,4 l (distinto a las condiciones estándar que son de 25ºC y 1 atm). Química 2º bachillerato Conceptos elementales 8

9 4. LEYES DE LOS GASES La ecuación de estado de los gases perfectos indica que todos los gases, independientemente de su naturaleza química o del tamaño de sus moléculas, bajo un comportamiento ideal responden a la ecuación: R atm l K mol R 1.98cal K mol R J K mol 1Pa 1N 2 m 1atm Pa 1atm 760mmHg P V n R T ( atm) l mol atm l K K mol Química 2º bachillerato Conceptos elementales 9

10 5. LEYES PONDERALES Y VOLUMÉTRICAS Las leyes ponderales son: Ley de conservación de la masa (o de Lavoisier): En toda reacción química, la cantidad de masa reaccionante e igual a la cantidad de masa resultante (o producida). Ley de las proporciones definidas (o de Proust). Siempre que dos sustancias se combinan para dar un nuevo compuesto, lo hacen con las mismas proporciones fijas y determinadas. Ley de las proporciones múltiples (o de Dalton): Cuando dos elementos se combinan para dar más de un compuesto, las cantidades fijas de un elemento se combina con cantidades variables del otro que guardan una relación de números enteros sencillos entre sí. Química 2º bachillerato Conceptos elementales 10

11 5. LEYES PONDERALES Y VOLUMÉTRICAS Las leyes volumétricas son: Ley de volúmenes de combinación de Gay Lussac: Los volúmenes de las sustancias gaseosas que intervienen en una reacción química guardan relación con números enteros sencillos si están medidos bajo las mismas condiciones de presión y temperatura. Ley de Avogadro: Volúmenes iguales de diferentes gases, en las mismas condiciones de presión y temperatura, tienen el mismo número de moléculas. Ley de las presiones parciales de Dalton: La presión de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de cada uno de los gases que la componen bajo las mismas condiciones de presión y temperatura. Química 2º bachillerato Conceptos elementales 11

12 6. DISOLUCIONES Una disolución es una mezcla de homogénea de dos o más sustancias en proporciones variables. En una disolución tengo: Disolvente: Es la sustancia que está en mayor proporción, hace de medio de la disolución (medio dispersante) Soluto: Es la sustancia (o sustancias) que está en menor proporción, se disuelve (sustancia dispersa). Química 2º bachillerato Conceptos elementales 12

13 6. DISOLUCIONES La concentración de una disolución es una medida de la cantidad de soluto que hay en ella: Se puede expresar de diversas formas: Tanto por ciento: Tanto por ciento en masa: Tanto por ciento en volumen: Fracción molar: Fracción molar del soluto: Fracción molar del disolvente: Molaridad: Molalidad: Normalidad: Partes: N Partes por millon: Partes por billon: ns M V () l D M val ppm m %( m) 100 s m V %( V ) 100 s VD ns m ( kg) gr d s s gr 10 D Química 2º bachillerato Conceptos elementales 13 D n i mi ( gr) pm ns X s n T nt ns nd X s X d 1 nd X d nt gr ppb gr D i

14 7. REACCIONES QUÍMICAS Una reacción química es un proceso por el que unas sustancias (reactivos) se transforman en otras (productos). Se representa por medio de las ecuaciones químicas. Tipos de reacciones químicas: Reacción de síntesis (A+B=>AB). Reacción de descomposición (AB =>A+B). Reacción de desplazamiento o sustitución (AB+C =>AC+B). Reacción de intercambio (AB+CD =>AD+CB). Química 2º bachillerato Conceptos elementales 14

15 7. REACCIONES QUÍMICAS Reacción de síntesis (A+B=>AB): No metal + No metal => Compuesto covalente Metal + No metal => Compuesto iónico Element + Oxígeno => Óxido Óxido básico + Agua => Hidróxido Óxido ácido (anhídrido) + Agua => Ácido Óxido básico + Óxido ácido (anhídrido) => Sal Buscar ejemplo de cada uno de los tipos. Química 2º bachillerato Conceptos elementales 15

16 7. REACCIONES QUÍMICAS Reacción de descomposición (AB =>A+B): Hidróxido + Calor => Óxido básico + agua Ácido ternario + Calor => Óxido ácido (anhídrido) + agua Óxido básico + Calor => Metal + Oxígeno Carbonato + Calor => Óxido básico + dióxido de carbono Buscar ejemplo de cada uno de los tipos. Química 2º bachillerato Conceptos elementales 16

17 7. REACCIONES QUÍMICAS Reacción de desplazamiento o sustitución (AB+C =>AC+B): Metal + Agua =>Hidróxido + Hidrógeno Metal1 + Sal de metal2 => Sal de metal1 + Metal2 Metal + Ácido => Sal + Hidrógeno Halógeno1 + Sal de halógeno2 => Sal de halógeno1 + Halógeno2 Buscar ejemplo de cada uno de los tipos. Química 2º bachillerato Conceptos elementales 17

18 7. REACCIONES QUÍMICAS Reacción de intercambio (AB+CD =>AD+CB): Sal1 de metal1 + Sal2 de metal2 => Sal1 de metal2 + Sal2 de metal1 Ácido + Hidróxido => Sal + Agua Carbonato (o bicarbonato) + Ácido => Sal + Agua + Dióxido de carbono Hidrocarburo + Oxígeno => Dióxido de carbono + Agua Buscar ejemplo de cada uno de los tipos. Química 2º bachillerato Conceptos elementales 18

19 8. ESTEQUIOMETRÍA Una ecuación química es una representación escrita que expresa una transformación (reacción) química. Una ecuación química está ajustada cuando contiene en cada miembro el mismo número de átomos totales de cada elemento. Para ajustar una ecuación química se utilizan los coeficientes estequiométricos. Los coeficientes estequiométricos indican el número relativo con los que se relacionan los reactivos que reaccionan y los productos que se forman. Química 2º bachillerato Conceptos elementales 19

20 8. ESTEQUIOMETRÍA Los cálculos estequiométricos son los que nos relacionan los distintos compuestos (reactivos y productos) que participan en una reacción química. Esta relación puede ser: Atómica-molecular. Másica. Molar. Volumétrica (solo para gases). Química 2º bachillerato Conceptos elementales 20

21 8. ESTEQUIOMETRÍA Durante los cálculos estequiométricos hay que dominar: Los pesos moleculares. La riqueza (o pureza, indica la cantidad real que tenemos) y las concentraciones. El reactivo limitante (indica la máxima cantidad que puede reaccionar) y el reactivo en exceso. El rendimiento de la reacción (indica la cantidad real que reacciona frente la teórica). Química 2º bachillerato Conceptos elementales 21

22 8. ESTEQUIOMETRÍA Los cálculos estequiométricos se basan en la suposición de que el reactivo limitante reacciona hasta agotarse, por loq ue los cálculos deben hacerse en función de este. Química 2º bachillerato Conceptos elementales 22