ESTEQUIOMETRÍA
1.
Disolución.
2.
La reacción química.
3.
La ecuación química.
4.
Clasificación de las reacciones químicas.
1. DISOLUCIÓN
Una
disolución
es una unión de varias
sustancias de composición variable
cuyos componentes pueden separarse
por procedimientos físicos.
1. DISOLUCIÓN
Una disolución (D) es una mezcla homogénea de varios componentes. Está formada por:
•Soluto (s).
El soluto es el componente minoritario (sustancia dispersa).
•Disolvente (d).
El disolvente es el componente mayoritario (medio dispersivo).
1. DISOLUCIÓN
Podemos encontrar disoluciones de todo tipo (s en l, l en g, g en g,…)
pero las más comunes que vamos a ver son:
•
Disolución de gas en agua.
Los gases (HCl, NH
3,…) se disuelven en agua formando
iones.
•
Disolución de líquido en agua.
El agua es un disolvente polar que disuelve a líquidos
semejantes (también polares –alcohol-).
1. DISOLUCIÓN
TIPOS COMUNES DE DISOLUCIONES
Estado de la
disolución
Disolvente
Soluto
Ejemplo
Gas Líquido Líquido Líquido Sólido Gas Líquido Líquido Líquido Sólido Gas Gas Líquido Sólido Sólido Aire Cava Vinagre Agua de mar Latón
1. DISOLUCIÓN
Según la cantidad de soluto tenemos disoluciones:• Sobresaturada.
Hay más soluto del permitido, se produce la precipitación.
• Saturada.
Estoy en límite de la cantidad de soluto permitida, no se admite más soluto.
• Insaturada:
Se admite más cantidad de soluto de la existente.
– Concentrada.
Falta poco soluto para alcanzar el grado de saturación. Diluida.
1. DISOLUCIÓN
Solubilidad.
La solubilidad de una sustancia indica la máxima
cantidad de dicha sustancia que es posible
disolver en una cantidad (volumen) de
disolvente (o de disolución) dada a una
temperatura concreta.
Hay un equilibrio entre el soluto en estado
sólido y el soluto disuelto.
1. DISOLUCIÓN
La concentración de una disolución expresa la relación existente entre la cantidad de soluto y la cantidad de disolución o disolvente.
• Composición centesimal. Hay dos tipos:
– Indica la cantidad en gramos de soluto que hay en 100 gramos de disolución. – Indica el volumen en mililitros de soluto que hay en 100 mililitros de disolución.
• Molaridad.
Expresa el número de moles de soluto que hay en un litro de disolución.
• Fracción molar.
La fracción molar de un componente de una disolución es el cociente entre el número de moles de dicho componente y el número de moles totales de la disolución.
1. DISOLUCIÓN
%( ) 100
s Dm
m
m
%( ) 100
s DV
V
V
( )
s
D
n
M
V l
1
s s T T s d s d d dn
X
n
n
n
n
X
X
n
X
n
(
)
i i im gr
n
pm
s Dm
C
V
1. DISOLUCIÓN
Densidad:
Es la relación que hay entre la masa y el
volumen
en
una
sustancia
(ambas
propiedades se refieren a la misma
sustancia, la cual suele ser la disolución).
i
m
1. DISOLUCIÓN
La suma de las
presiones parciales
es la
presión total (ley de Dalton):
La presión parcial es igual a la fracción
molar por la presión total:
...
T i A B C iP
P
P
P
P
i
i
T
P
X P
EJERCICIO-EJEMPLO
Se prepara una disolución añadiendo 10 ml de
una disolución de cloruro sódico pura y con
una densidad de 1,5
gr
/
ml
a un litro de agua
pura. Determinar en la disolución:
a) Su composición centesimal.
b) La molaridad.
c) La concentración en
gr
/
l
.
d) Las fracciones molares.
e) La densidad.
RELACIÓN DE EJERCICIOS
CONCENTRACIONES
2. LA REACCIÓN QUÍMICA
Una
reacción química
es un
cambio
químico
(modificación-alteración
de sustancias afectando a
su identidad) donde se
rompen
unos
enlaces
químicos existentes de los
compuestos reactivos y se
forman
otros
enlaces
químicos nuevos de los
compuestos productos.
2. LA REACCIÓN QUÍMICA
Hay una reordenación de átomos. 1. Estado inicial.
Son los reactivos que deben estar en contacto.
2. Reacción.
Es la interacción entre los reactivos rompiendo enlaces entre átomos de cada molécula.
3. Estado final.
Son los productos de la reacción formados por la creación de nuevos enlaces.
3. LA ECUACIÓN QUÍMICA
La ecuación química es la forma de expresar una reacción química. Para escribir una ecuación química:
• Se escriben la fórmula de los reactivos a la izquierda separadas por un
signo + e indicando su estado físico.
• Forman el primer miembro.
• Se escribe la fórmula de los productos a la derecha separadas por un signo
+ e indicando su estado físico. Forman el segundo miembro.
3. LA ECUACIÓN QUÍMICA
+ Se usa para separar dos reactivos o dos productos
ó Se usan para separar los reactivos de los productos
= Símbolo alternativo a ó
Se usa en lugar de en reacciones reversibles
( s ) Colocado detrás de la fórmula de un reactivo o producto indica que seencuentra en estado sólido
Símbolo alternativo a (s). Sólo se usa para un producto sólido
( l ) Designa un reactivo o producto en estado líquido. Se coloca detrás de la
fórmula
Indica que la sustancia se encuentra disuelta en agua
( g ) Designa un reactivo o producto en estado gaseoso. Se coloca detrás de la
fórmula
Símbolo alternativo a (g). Se usa sólo para un producto gaseoso
D Indica que en el transcurso de la reacción se desprende calor
Pt Una fórmula escrita encima de la flecha indica su uso como catalizador(sustancia que, aunque no se gasta, aumenta la velocidad de reacción) S í m b o l o S i g n i f i c a d o
3. LA ECUACIÓN QUÍMICA
Para
ajustar
una reacción química se usan unos números
(coeficientes estequiométricos) delante de las fórmulas
de cada reactivo y de cada producto para cumplir la ley
de Lavoisier de conservación de la masa (el número de
átomos totales de cada elemento en los reactivos y en
los productos tiene que ser el mismo, lo mismo en ambos
miembros).
Los coeficientes de la ecuación química indican el número
relativo (no absoluto) de reactivos y productos para
producir la reacción química. Cuando el coeficiente
estequiométrico es 1 no hace falta ponerlo.
3. LA ECUACIÓN QUÍMICA
REACTIVOS PRODUCTOS 2 Na (s) + 2 H2O ( l ) 2 NaOH (aq) + H2 (g) Ejemplo: Na Na+
O H H O H H • 2 átomos de sodio • 2 átomos de oxígeno Na Na + + O H -O H -+
H H • 2 átomos de sodio • 2 átomos de oxígeno3. LA ECUACIÓN QUÍMICA
Interpretar una reacción
consiste en
conocer lo que sucede, saber leer la
reacción.
Hay cuatro posibles interpretaciones que
se usan indistintamente según nos sean
necesarias.
3. LA ECUACIÓN QUÍMICA
• Interpretación atómico-molecular.Se lee la reacción utilizando términos de átomos y moléculas (no hay ley de conservación, al menos que solo cuente los átomos). Es una interpretación microscópica.
• Interpretación molar.
Se lee la reacción utilizando términos de moles (no hay ley de conservación). Es una interpretación macroscópica.
• Interpretación másica.
Se lee la reacción utilizando términos de masas (sí hay ley de conservación). Es una interpretación macroscópica.
• Interpretación de volumen.
3. LA ECUACIÓN QUÍMICA
Interpretación macroscópica
La ecuación 2 CO ( g ) + O2 ( g ) 2 CO2 ( g ), significa que:
Los coeficientes en una ecuación química indican la 2 moléculas CO + 1 molécula O2 2 moléculas CO2 2 . 6,02 . 1023 CO + 1 . 6,02 . 1023 O
2 2 . 6,02 . 1023 CO2
2 moles CO + 1 mol O2 2 moles CO2
3. LA ECUACIÓN QUÍMICA
56 g CO + 32 g O2 88 g CO2
La masa de las sustancias que reaccionan, es igual a la masa de los productos formados, de acuerdo con la ley de conservación de la masa
Dado que la masa de un mol de cualquier sustancia es un número de gramos igual a su masa molecular, la relación
Es decir, la proporción en masa es:
2 moles CO + 1 mol O2 2 moles CO2 se traduce en: 2 . 28 g CO + 1 . 32 g O
3. LA ECUACIÓN QUÍMICA
+
3. LA ECUACIÓN QUÍMICA
Las reacciones se pueden
clasificar
según
diversos criterios:
•
Según la forma de realizarse la
transformación química.
3. LA ECUACIÓN QUÍMICA
Según la forma de realizarse la transformación química:• Reacciones de análisis (o de descomposición).
Es la descomposición de una sustancia en otras más simples. A =› B + C
• Reacciones de síntesis (o de combinación-adición).
Es la combinación de sustancias puras simples para dar una sustancia pura compuesta. A + B =› C
• Reacciones de sustitución (o desplazamiento).
Un elemento sustituye a otro dentro de un compuesto dejándolo libre. AB + C =› AC + B
3. LA ECUACIÓN QUÍMICA
Según la naturaleza de los reactivos:
• Reacciones entre ácidos y bases (reacción de neutralización).
Un ácido (hidrácido u oxoácido) reacciona con una base (hidróxido) para dar una sal (binaria o ternaria respectivamente) y agua.
Ácido + Base =› Sal + Agua
• Reacciones de combustión.
Es la reacción de un compuesto con oxígeno desprendiendo una gran cantidad de energía.
Los hidrocarburos siguen la fórmula:
EJERCICIO-EJEMPLO
Escribir y ajustar las siguientes reacciones química y
clasifícalas según el tipo de transformación:
a) La arsina da arsénico e hidrógeno.
b) El hidrógeno y el yodo dan ioduro de hidrógeno.
c) El diborano (B
2H
6) reacciona con oxígeno para dar
óxido de boro (III) y agua.
d) El tetracloruro de titanio reacciona con oxígeno
para dar óxido de titanio (IV) y cloro.
RELACIÓN DE EJERCICIOS
ECUACIONES QUÍMICAS
4. ESTEQUIOMETRÍA
La
estequiometría
son los cálculos de
reactivos y/o productos que se realizan
en una reacción química a través de su
ecuación química.
4. ESTEQUIOMETRÍA
Los
cálculos estequiométricos
se realizan
a través de las relaciones (reglas de
tres) entre reactivos y productos
establecidas en las interpretaciones
atómico-molecular, molar, másica o de
volumen.
4. ESTEQUIOMETRÍA
Los coeficientes estequiométricos me indican
relaciones entre los compuestos (nunca son
4. ESTEQUIOMETRÍA
Para resolver los ejercicios:
a) Escribir la ecuación química y ajustarla.
b) Determinar los pesos moleculares (y los pesos estequiométricos). c) Completar la siguiente tabla:
React1 React2 Prod1 Prod2 Unidades
INICIO
(Cuanto hay de cada uno al comienzo) gr o mol
REACCIONA
(Cuanto reacciona de cada uno, + si se forma y – si desaparece)
EJERCICIO-EJEMPLO
Eres un trabajador de un colegio que se dedica a montar bancas.
Con dos sillas (de 3 kg cada una) y una mesa (de 8 kg) forma una
banca; un camión, de lo que sea, implica 100 de esas cosas.
Determinar al final del día las bancas que se han formado y las
sillas y mesas que sobran en cada uno de estos casos:
1) El primer día de trabajo tengo 50 sillas y 25 mesas.
2) El segundo día de trabajo me traen dos camiones de mesas y
tres camiones de sillas.
3) El tercer día de trabajo me traen tres camiones de sillas y dos
camiones de mesas, pero por un defecto de fábrica están rotas
el 30% de las mesas.
4) El cuarto día de trabajo me traen dos camiones de mesas y tres
camiones de sillas pero, debido a la resaca de la noche anterior,
solo he sido capaz de realizar el 80% del trabajo.
4. ESTEQUIOMETRÍA
El
reactivo limitante
determina-limita la cantidad de producto que
puede formarse en una reacción química, es el que se gasta
completamente.
El reactivo limitante se gasta completamente, el resto son reactivos
en exceso de los cuales sobran una parte al final de la reacción.
Cuando tengo varias cantidades iniciales de reactivos siempre hay
que determinar el limitante (al menos que tenga cantidades
estequiométricas).
La cantidad de reactivo limitante es la que debe usarse para
realizar los cálculos estequiométricos.
4. ESTEQUIOMETRÍA
2 moles de CO 2 moles de O2 0 moles de CO2
Antes de la reacción
Después de la reacción
