Peso equivalente Steve Jobs PRE Introducción En nuestras actividades cotidianas, es muy común utilizar equivalencias, tal es el caso entre kilogramo.

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1 Peso equivalente Steve Jobs PRE - 2021

2 Introducción En nuestras actividades cotidianas, es muy común utilizar equivalencias, tal es el caso entre kilogramo y gramo, litro y mililitro, etc. Ejemplo 1. En las pruebas de maratón que se realizan en las olimpiadas, los atletas de diversos países recorren 42 km y al ser lo mismo que 26 millas, podemos decir que una milla equivale a 1,62 km. Ejemplo 2. Cuando consumimos 200 g de carne de pollo, la cantidad de proteínas contenidas en ella es la misma que encontramos al consumir 6 huevos, por lo tanto podemos afirmar que 100 g de carne de pollo equivalen un valor proteico a 3 huevos.

3 Ejemplo 3. En la figura se tienen 200 g de una sustancia X y 200g de Ca(OH) 2, las cuales no son pesos equivalentes, pero en masa son iguales. Los pesos equivalentes son cantidades en masa que intervienen en una combinación química. En las reacciones químicas ocurre algo similar, es decir, las sustancias químicas que participan se combinan en cantidades equivalentes en masa.reacciones químicas En la ciencia química, a estas cantidades de combinación se denominan peso de combinación o peso equivalente.ciencia química

4 Definición de peso equivalente El peso equivalente o peso de combinación es la cantidad de una sustancia capaz de combinarse o desplazar 1 parte en masa de H 2, 8 partes en masa de O 2 ó 35,5 partes en masa de Cl 2. De este concepto podemos notar que los pesos equivalentes del H 2, O 2, Cl 2 están establecidos como cantidades estándares de referencia. Cabe indicar que el H 2, O 2 y Cl 2 se toman convencionalmente como elementos de referencia ya que se combinan con la mayoría de los elementos para formar una gran variedad de compuestos químicos.

5 Ejemplo 1: En la reacción se observa que 23 g de Na es químicamente equivalente a 1 g de H 2 (Dato.: Peso atómico Na = 23, H = 1) Sean las siguientes reacciones químicas

6 Ejemplo 2: en la reacción se observa que 23 g de Na es químicamente equivalente a 8 g de O 2 (Dato.: Peso atómico Na = 23, O = 16)

7 De los dos primeros ejemplos podemos deducir que 1 g de H 2 es químicamente equivalente a 8 g de O 2. Esto significa que si ambos elementos se combinan lo harían en la proporción en masa de 1 a 8, lo cual es compatible con las pruebas experimentales. Este ejemplo nos indica que no es necesario realizar la combinación química para determinar la proporción de combinación entre las sustancias químicas y se puede llegar a ello por concepto de equivalencia.

8 En la siguiente figura se indica cantidades equivalentes en masa o pesos equivalentes del Na, O 2 y H 2

9 Tenemos que saber los pesos equivalentes estándares. Determinación de pesos equivalentes de elementos químicos

10 Ejemplo 1 Calcule el peso equivalente del bromo en base a la siguiente reacción química (Peso atómico: Br = 80, H = 1) Nótese que simplificamos hasta llegar al peso equivalente estándar del hidrógeno (H 2 ) = 1

11 Ejemplo 2 Calcule el peso equivalente del aluminio en base a la siguiente reacción química (Peso atómico: Aluminio = 27, O = 16)reacción química Nótese que simplificamos hasta llegar al peso equivalente estándar del oxígeno (O 2 ) = 8

12 De este modo se puede determinar el peso equivalente de los diversos elementos químicos realizando la combinación con elementos cuyo peso equivalente se conoce.peso equivalente Existe una forma sencilla de calcular el peso equivalente de los elementos, para ello se debe conocer el peso atómico (PA) y su respectiva capacidad de combinación, es decir, su valencia (Val). La valencia es una característica de los elementos químicos ya que esta relacionada con su capacidad de combinación, por lo general es numéricamente igual al estado de oxidación. Existen elementos que tienen una sola valencia y por ende tendrán un único valor de peso equivalente, tal es el caso de:

13 Ejemplo 3 Calcule el peso equivalente del potasio y magnesio. P.A. (uma) : Mg = 24 ; K = 39 Solución:

14 Los elementos que tienen más de una valencia tendrán más de un peso equivalente. Ejemplo 4 Calcule el peso equivalente del hierro (P.A. = 56) en los siguientes compuestos. a. FeO b. Fe 2 O 3 Solución:

15 Para calcular el peso equivalente de los compuestos químicos debemos tener en cuenta la función química a la cual corresponde.peso equivalente Determinación de pesos equivalentes de compuestos químicos Óxidos El peso equivalente de un oxido es aquella cantidad que se produce a partir de 8 partes en masa de O 2. Ejemplo 1: Calcule el peso equivalente del óxido: CaO

16 Ejemplo 2: Calcule el peso equivalente del siguiente oxido: Al 2 O 3. Determinación de pesos equivalentes de compuestos químicos La forma práctica para determinar el peso equivalente de los óxidos es: Donde Ө = carga total o neta del catión.

17 Ejemplo 3: Calcule el peso equivalente del siguiente oxido: Na 2 O Determinación de pesos equivalentes de compuestos químicos Ejemplo 4: Calcule el peso equivalente del siguiente oxido: Al 2 O 3.

18 Hidróxidos El peso equivalente de los hidróxidos representa la cantidad que es capaz de producir por disociación 1 mol de ion hidróxido, OH-. Ejemplo 5: Calcule el peso equivalente del NaOH (M =40 uma) Ejemplo 6: Calcule el peso equivalente del Ca(OH) 2 (M = 74).

19 Hidróxidos La forma práctica para calcular el peso equivalente de un hidróxido o base es: donde: M: peso molecular del compuesto Ө: número de OH - generados en la disociación. Veamos algunos ejemplos: Ejemplo 7: Calcule el peso equivalente del Al(OH) 3 (peso molecular: M = 78)

20 Ácidos El peso equivalente de los ácidos representa la cantidad capaz de producir 1 mol de protones (H + ) en una ionización. Ejemplo 1: Calcule el peso equivalente del HNO 3 (peso molecular: M = 63), y peso equivalente de H 2 SO 4 (M = 98) al disolver estos ácidos en el agua. Para el HNO 3

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22 Pesos equivalentes en reacciones redox En estas reacciones encontramos un cambio en el número de oxidación, por lo cual existe pérdida y ganancia de electrones. El peso equivalente de las sustancias químicas esta íntimamente relacionado con el numero de electrones involucrados en el proceso. El peso equivalente del agente oxidante es aquella cantidad capaz de ganar 1 mol de electrones. El peso equivalente del agente reductor es aquella cantidad capaz de ceder 1 mol de electrones. Ejemplo 1 Calcule el peso equivalente del agente oxidante y del agente reductor en la siguiente reacción. CuO + NH 3 → Cu + N 2 + H 2 O Resolución Para reconocer al agente oxidante y al agente reductor debemos determinar la carga de cada elemento aplicando las reglas de estado de oxidación ya conocidas.

23 Formando las semireacciones: Para el agente reductor CuO (P.M = 79,5) Para el agente oxidante NH 3 (P.M = 17 )

24 Equivalente gramo (Eq-g) Se refiere al peso (gramos) de una sustancia que es numéricamente igual al peso equivalente de dicha sustancia. 1 Eq-g(sust) = Peq (sust) g Ejemplos: 1 Eg-g(Al) 1 Eq-g(H 3 PO 4 ) 1 Eq-g(Fe(OH) 3 ) 2 Eq-g (Ca(OH) 2 )

25 Ley de los Equivalentes químicos En una reacción química se cumple que las sustancias puras reaccionan y se forman con igual número de equivalentes gramos. Reacción Fe 2 O 3 + 2Al  Al 2 O 3 + 2Fe 1602710256 Masa16054102112 Eq-g160/6 = 26,6727/3 = 9102/6 = 1756/3 = 18,67 N° Eq-g160/26,67 = 654/9 = 6102/17 = 6112/18,67 = 6

26 Problemas 1. ¿Cuantos equivalentes gramo existen en 900g de H2O? 2. ¿Cuántos gramos de plata reaccionan exactamente con 490 g de ácido sulfúrico? 3. ¿Cuántos gramos de hidróxido de sodio pueden reaccionar exactamente con 630 g de ácido nítrico? 4.Calcular la masa de oxígeno que reaccionará con 447.2 g de Fe para producir Fe20 3 de acuerdo a la reacción: 4Fe + 3O 2 => 2Fe 2 O 3 PA (Fe = 55,9; 0 = 16)