Puerto Ordaz, febrero de 2014 UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA “ANTONIO JOSÉ DE SUCRE” VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ DEPARTAMENTO DE QUÍMICA Puerto Ordaz UNIDAD 2 Estequiometría (Clase 1) Elaborado por: Lic. Julineth Guerra Puerto Ordaz, febrero de 2014

2 Estequiometría Clase 1 TEMAS: UNIDAD Puerto Ordaz TEMAS: UNIDAD 2 1. Definición de estequiometría. 2. Leyes que rigen los cambios químicos. 3. Significado de: Masa atómica molar Masa molar Mol Número de Avogadro Lic. Julineth Guerra (2014) 2

QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) INTRODUCCIÓN En química, la estequiometría  se refiere a la determinación de las masas de combinación de las sustancias en una reacción química, hace referencia al número relativo de átomos de varios elementos encontrados en una sustancia química y a menudo resulta útil en la calificación de una reacción química, en otras palabras, es el cálculo de las relaciones cuantitativas entre reactivos y productos en el transcurso de una reacción química. Lic. Julineth Guerra (2014) 3

QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) INTRODUCCIÓN La estequiometría es una herramienta indispensable en la química. Problemas tan diversos como, por ejemplo: La medición de la concentración de ozono en la atmósfera. La determinación del rendimiento potencial de oro a partir de una mina. La evaluación de diferentes procesos para convertir el carbón en combustibles gaseosos, comprenden aspectos de estequiometría. La estequiometria es de gran ayuda para todos los campos en los que se ocupa, ya que gracias a eso no se desperdicia materia prima que podría ser necesaria para otras cosas que se pueden elaborar más adelante. Lic. Julineth Guerra (2014) 4

QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) INTRODUCCIÓN Para entender mejor esta rama de la química, es necesario establecer algunos conceptos como lo es; mol que se define como la cantidad de materia que tiene tantos objetos como el número de átomos que hay en exactamente en 12 gramos de 12C, así como también la reacción química se define como, el proceso mediante el cual una o más sustancias sufren un proceso de transformación; entre otras definiciones importantes en conjunto con las leyes de la estequiometria. Muchos conceptos en relación a este tema se estará desarrollando de una manera más explícita y detallada más adelante. Te invito a formar parte de este estudio en el cual podrás adquirir competencias (conocimientos) al finalizar la clase. Lic. Julineth Guerra (2014) 5

QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) COMPETENCIAS Explica la diferencia entre cantidad de sustancia, masa, volumen y número de partículas. Resuelve problemas donde se relacionan cantidades de sustancias, masas, volumen, densidades y número de partículas. Conoce los enunciados de Ley de Conservación de la Masa, Ley de Proporciones Definidas y Ley de Proporciones múltiples. Valora la importancia de las diferentes leyes y términos en las diferentes disciplinas científicas y tecnológicas. Lic. Julineth Guerra (2014) 6

QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) PRE-REQUISITOS Conoce el término de materia, al igual que masa, volumen, número de partículas, moles y densidades. Reconoce la denotación y unidades de los diferentes términos a estudiar. Trabaja con funciones básicas de matemática (suma, resta, multiplicación y división). Reconoce el tipo de nomenclatura a estudiar. Lic. Julineth Guerra (2014) 7

MATERIALES Papel, lápiz y borrador. Cuestionario dado por el profesor. QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) MATERIALES Papel, lápiz y borrador. Cuestionario dado por el profesor. Libros o textos sobre el tema a tratar. Aula virtual. Lic. Julineth Guerra (2014) 8

ÍNDICE 1. Definición de estequiometría. QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) ÍNDICE 1. Definición de estequiometría. 2. Leyes que rigen los cambios químicos. 3. Significado de: Masa atómica molar Masa molar Mol Número de Avogadro Si quieres repasar algún tema en particular haz CLIP en algunas de las opciones. Lic. Julineth Guerra (2014) 9

Definición de estequiometría. QUÍMICA UNIDAD 4: LÍQUIDOS. (CLASE 1 ) Tema 1: Definición de estequiometría. TEMA 1 : . Definición de estequiometría. Puerto Ordaz La estequiometría, palabra derivada del griego stoicheion (elemento) y metron (medida); es la rama de la química que se encarga del estudio de los cálculos basados en ecuaciones químicas. Una ecuación química balanceada permite averiguar las cantidades de reaccionantes que se requieren para formar cierta cantidad de producto. En pocas palabras, Estequiometría: Cálculos con fórmulas y ecuaciones quimicas. Lic. Julineth Guerra (2014) 10

Leyes que rigen los cambios químicos QUÍMICA UNIDAD 4: LÍQUIDOS. (CLASE 1 ) Tema 2: Leyes que rigen los cambios químicos TEMA 1 : . Definición de estequiometría. Puerto Ordaz El campo de estudio de la química cobró especial relevancia cuando se descubrieron las relaciones existentes entre las cantidades de las sustancias en las reacciones químicas.  Tales relaciones de cantidades podían referirse a la masa de las sustancias (leyes ponderales).  Las leyes ponderales son un conjunto de leyes que tienen como objetivo el estudio del peso relativo de las sustancias, en una reacción química, entre dos o más elementos químicos. Por lo tanto se puede decir que se divide en cuatro importantes leyes como lo son: Ley de Lavoisier Ley de Proust Ley de Dalton Lic. Julineth Guerra (2014) 11

Ley de conservación de la masa o Ley de Lavoisier: QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) Ley de conservación de la masa o Ley de Lavoisier: Los átomos ni se crean ni se destruyen, se unen para adquirir una nueva distribución, es decir, en una reacción química no hay cambio detectable de masa. Ejemplo: ‟2 gramos de cloro y 3 gramos de sodio producen 5 gramos de cloruro de sodio” En una reacción química, la cantidad de materia es la misma al final y al comienzo de la reacción. Lic. Julineth Guerra (2014) 12

b) Ley de proporciones definidas o Ley de Proust: QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) b) Ley de proporciones definidas o Ley de Proust: Establece que muestras de un mismo compuesto siempre contiene los elementos constituyentes en las mismas proporciones de peso, independientemente del origen o de la forma de preparación del compuesto. Ejemplo: Azufre + Hierro = Sulfuro de Hierro 4 g 7 g 0 Inicial 11 Final Los elementos se combinan para formar compuestos en una proporción fija y definida. Lic. Julineth Guerra (2014) 13

c) Ley de proporciones múltiples o Ley de Dalton: QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) c) Ley de proporciones múltiples o Ley de Dalton: Dos elementos se pueden combinar para formar más de un compuesto, las masas de un elemento se combinan con la masa fija de otro elemento en relación de números enteros sencillos. Ejemplo: Cuando dos elementos A y B forman más de un compuesto, con una cantidad fija de B, están en relación de números enteros pequeños. Lic. Julineth Guerra (2014) 14

QUÍMICA UNIDAD 4: LÍQUIDOS. (CLASE 1 ) TEMA 1 : . Definición de estequiometría. Tema 3: Significado de masa atómica molar, masa molar, mol y número de Avogadro. Puerto Ordaz Masa atómica molar: Es una masa exactamente igual a 1/12 de la masa de un átomo de una clase particular de átomos de carbono llamados carbono 12. Se expresa en g/mol o u.m.a (unidades de masa atómica). Por acuerdo científico, se ha definido que el valor de u.m.a o u es igual a la 1/12 (doceava) parte de la masa del isótopo 12 del átomo de Carbono y su valor se corresponde aproximadamente con la masa de un protón  (o un átomo)  de hidrógeno. Masa atómica: 63,54 g/mol Lic. Julineth Guerra (2014) 15

m = n (mol) x MM (g/mol) ; donde m = masa, n = mol y MM = masa molar QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) b) Masa molar: Es la suma de las masas atómicas molares en un compuesto. Su unidad es g/mol. Ejemplo: Masa molar del (CaCl2) MM (CaCl2) = 40,078 u x 1 + 35,453 u x 2 = 110,984 u (que es la masa de una molécula). Normalmente, suele expresarse como MM (CaCl2) = 110,984 g/mol, donde 1 mol de (CaCl2) contiene 110,984 g La masa molar es un factor de conversión que relaciona dos cantidades distintas: la masa y la cantidad química (mol). m = n (mol) x MM (g/mol) ; donde m = masa, n = mol y MM = masa molar Lic. Julineth Guerra (2014) 16

Moles de CO2 contenidos en 100 g de dicha sustancia. QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) c) Mol: Es la cantidad de una sustancia que contiene tantas entidades elementales ( átomos, moléculas, iones, electrones u otras partículas) como átomos hay en 0,012 Kg (12 g) de carbono 12. Esa cantidad de partículas es 6,022x1023, el llamado numero de Avogadro. Un mol relaciona dos cantidades: La masa y la masa molar. Para el cálculo de moles se tiene dicha ecuación: n = m (g) MM (g/mol) Ejemplo: Moles de CO2 contenidos en 100 g de dicha sustancia. n = m (g) MM (g/mol) = 100 g 44 g/mol =2,27 moles de CO2 Lic. Julineth Guerra (2014) 17

QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) d) Número de Avogadro: Es el número de entidades elementales (es decir, de átomos, electrones, iones, moléculas) que existen en un mol de cualquier sustancia. NA = 6,022x1023 entidades/mol Es decir: 1 mol = 6,022x1023 partículas Por lo tanto NA tiene dimensiones (entidades/mol) y no es un número puro. Lic. Julineth Guerra (2014) 18

4) Procedimiento y transformaciones QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) EJERCICIOS Calcule el número de moles de glucosa C6H12O6 que hay en 5,380 g de esta sustancia. META: 2) ¿Cuál es el número de moles de la glucosa? CONCEPTUAL TRANSFORMACIONES: 3) Conceptos relacionados Masa Masa molar Moles 4) Procedimiento y transformaciones La masa molar de una sustancia proporciona el factor de conversión para convertir los gramos que tenemos a moles. La masa molar de C6H12O6 es de 180 g/mol. Empleando 1 mol de C6H12O6 = 180 g/mol como factor de conversión tenemos: Moles de C6H12O6 = 5,380 g C6H12O6 x 1 mol C6H12O6 180 g C6H12O6 =0,02989 mol C6H12O6 EVENTOS, FENÓMENOS, OBJETOS O ACONTECIMIENTO A OBSERVAR O ESTUDIAR Eventos m = 5,380 g MM = Masa molar = 180 g/mol 5) Respuesta El número de moles de la glucosa es 0,02989 mol Lic. Julineth Guerra (2014) 19

4) Procedimiento y transformaciones QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) Calcule la masa, en gramos, de 0,433 mol de nitrato de calcio Ca(NO3)2 META: 2) ¿Cuál es la masa en gramos del nitrato de calcio? CONCEPTUAL TRANSFORMACIONES: 3) Conceptos relacionados Masa Masa molar Moles 4) Procedimiento y transformaciones Teniendo la masa molar del nitrato, decimos que 1 mol de Ca(NO3)2 = 164,1 g de Ca(NO3)2 para escribir el factor de conversión apropiado decimos: Gramos de Ca(NO3)2 = 0,433 mol Ca(NO3)2 x 164,1 g Ca NO3 2 1 mol Ca NO3 2 =71,1 g Ca NO3 2 EVENTOS, FENÓMENOS, OBJETOS O ACONTECIMIENTO A OBSERVAR O ESTUDIAR Eventos n = 0,433 g MM = Masa molar = 164,1 g/mol 5) Respuesta La masa del nitrato de calcio es 71,1 g Lic. Julineth Guerra (2014) 20

4) Procedimiento y transformaciones QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) ¿Cuántas moléculas de glucosa hay en 5,23 g de C6H12O6? META: 2) ¿Cuántas moléculas de glucosa hay? CONCEPTUAL TRANSFORMACIONES: 3) Conceptos relacionados Masa Masa molar Moles Número de Avogadro 4) Procedimiento y transformaciones Primeramente debemos convertir 5,23 g de C6H12O6 a moles de C6H12O6 que entonces podremos convertir a moléculas de C6H12O6. La primera conversión emplea la masa molar de C6H12O6: 1 mol C6H12O6 = 180 g C6H12O6. La segunda conversión emplea el número de Avogadro. Moléculas de C6H12O6 = 5,23 g C6H12O6 x 1 mol C6H12O6 180 g C6H12O6 x 6,023x1023 moléculas de C6H12O6 1 mol C6H12O6 =1,75x1022 moléculas de C6H12O6 EVENTOS, FENÓMENOS, OBJETOS O ACONTECIMIENTO A OBSERVAR O ESTUDIAR Eventos m = 5,23 g MM = Masa molar = 180 g/mol NA = 6,023x1023 moléculas 5) Respuesta Hay 1,75x1022 moléculas de (C6H12O6) Lic. Julineth Guerra (2014) 21

Referencias Bibliográficas QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) Referencias Bibliográficas Brown, L. (1998). Química la Ciencia Central. Editorial Pearson. México. Chang, R. (2001). Química. Editorial McGraw Hill. Secta Edición. México. Suárez, F. Problemario Química.. Editorial Romor, C.A. Venezuela. Lic. Julineth Guerra (2014) 22

QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) ACTIVIDADES Para verificar los conocimientos adquiridos, realiza la actividad virtual sugerida para el reforzamiento de esta clase. Lic. Julineth Guerra (2014) 23

FÍN DE LA CLASE 1 QUÍMICA UNIDAD 2: Estequiometría. (CLASE 1 ) Lic. Julineth Guerra (2014) 24