SEMANA 6 ESTEQUIOMETRA QUMICA 2016 1 ESTEQUIOMETRA Definicin

SEMANA 6 ESTEQUIOMETRÍA QUÍMICA 2016 1

ESTEQUIOMETRÍA • Definición de mol y Número de Avogadro. • Masa molar (Peso molecular, peso atómico), milimol (mmol). • Ley de la Conservación de la Masa. • Ley de las Proporciones definidas. • Porcentaje de composición. • Cálculos estequiométricos. • Aplicación de los conceptos en la salud y el ambiente. Laboratorio: Leyes Estequiométricas 2

Estequiometría: Estudia las relación entre las cantidades de reactivos y productos que intervienen en las reacciones químicas. Estas cantidades las trabajaremos en gramos, moles, milimoles y porcentaje. En una ecuación química ¿donde encontramos la información de estas cantidades? 4 Fe + 3 O 2 2 Fe 2 O 3 3

¿Que es Mol ? • Es una cantidad de sustancia que contiene 6. 02 x 10 23 unidades. • Estas unidades pueden ser de átomos, iones ó moléculas. 6. 02 x 10 23 es el Número de Avogadro • 1 mol corresponde a 1 peso atómico (si es un elemento) ó 1 peso molecular (si es un compuesto) pero expresado en gramos. 4

Ejemplos de las equivalencias de MOL • 1 mol de átomos de H = 6. 02 x 10 23 atomos de H = 1 gramo de H = 1 peso atómico • 1 mol de moléculas H 2 = 6. 02 x 10 23 de H 2 = 2 gr de H 2 • 1 mol del compuesto H 2 O = 6. 02 x 10 23 moléculas de H 2 O = 18 g. de H 2 O = 1 PM • 1 mol de iones fosfato PO 4 -3 = 6. 02 x 10 23 de iones fosfato = 94. 97 g de PO 4 -3 5

1 MOL = 1000 milimoles (mmoles) 6

MASA MOLAR (el peso de 1 mol) • Peso ó masa atómica = es el peso de cada elemento expresado en gramos y se encuentra en la Tabla Periódica. Ej: Ca = 40. 04 gramos (es el peso de 1 mol de Calcio). • Peso molecular = suma de los pesos atómicos de todos los átomos de un compuesto. Se toman en cuenta todos los subíndices. Ej: Fe 2 O 3 = 159. 6922 = 159. 69 (peso de 1 mol). 7

Todas estas cantidades de sustancia equivalen a 1 mol S Fe 32 g S 55. 9 g Fe Na. Cl 58. 5 g Na. Cl K 2 Cr 2 O 7 C 12 H 22 O 11 294 g K 2 Cr 2 O 7 342 g C 12 H 22 O 11 8

Ejercicio: Calcular el peso molecular ( 1 PM) de estos compuestos: C 12 H 22 O 11 : C = 12. 011 g x 12 = 144. 132 g H = 1. 0079 g x 22 = 22. 174 g O = 15. 999 g x 11 = 175. 99 g 342. 29 g = 1 peso molecular KCl. O 3 = Mg 3(PO 4)2 = Mg(OH)2 = C 6 H 12 O 6 = 9

Ejercicios de convertir moles ↔ gramos ¿Cuantos gramos y cuantos milimoles (mmoles) hay en un mol de los siguientes compuestos? a) C 12 H 22 O 11 b) H 2 SO 4 ¿Cuantos moles y milimoles (mmoles) de c/u hay en? a) 50 g de H 2 O b) 75 g de Zn. SO 4 c) 18 g de KMn. O 4 ¿Cuantos gramos hay en? • 538 milimoles CO 2 • 0. 3 moles de NH 3 a) 87. 3 milimoles de H 2 CO 3 10

Leyes Estequiométricas • Ley de la Conservación de la Materia: La materia no se crea ni se destruye, solo se transforma. En las reacciones químicas (ecuaciones balanceadas) la masa ó peso inicial de los reactivos, es igual a la masa o peso de los productos. 4 Fe + 3 O 2 2 Fe 2 O 3 gramos de reactivos = gramos de productos 11

CÁLCULOS ESTEQUIOMETRICOS EN ECUACIONES QUÍMICAS Los coeficientes que balancean la ecuación indican la cantidad de moles de reactivos y de productos, participantes en la reacción, que pueden ser expresados en cantidades de masas o gramos. 2 Ag (s) + S(s) → Ag 2 S (s) 2 moles de Ag 1 mol S ---> 1 mol Ag 2 S 2 (107. 87 g) 1(32. 064 g) 1(247. 8 g) 215. 74 g de Ag + 32. 064 g S = 247. 8 g de Ag 2 S 12

Cálculos estequiométricos Mg + H 3 PO 4 Mg 3(PO 4)2 + H 2 Para hacer cálculos estequiométricos la ecuación (reacción) debe estar BALANCEADA • 3 Mg + 2 H 3 PO 4 Mg 3(PO 4)2 + 3 H 2 La ecuación dice lo siguiente: • 3 moles de Mg reaccionan con 2 moles de H 3 PO 4 y forman o producen 1 mol de Mg 3(PO 4)2 y 3 moles de H 2 13

También dice lo siguiente: • 72. 93 gramos de Mg reaccionan con 195. 94 g de H 3 PO 4 y producen 262. 87 g de Mg 3(PO 4)2 y 6 g de H 2 Calcular lo siguiente: 1. ¿Cuántos moles de H 2 se producen al reaccionar 7. 5 moles de H 3 PO 4 con suficiente Mg? R: 11. 25 14

2. ¿Cuántos gramos de Mg 3(PO 4)2 se producen al reaccionar 0. 6 moles de Mg con suficiente H 3 PO 4? R: 52. 57 3. ¿Cuántos gramos de Mg deben de reaccionar para producir 2, 500 milimoles de Mg 3(PO 4)2 ? R: 182. 33 4. ¿Cuántos moles de Mg se necesitan para reaccionar con 6. 2 moles de H 3 PO 4? R: 9. 3 5. ¿Para producir 100 gramos de H 2 ¿Cuántos gramos de H 3 PO 4 deben de reaccionar? R: 3, 265. 67 15

Los cálculos estequiométricos se hacen en la ecuación BALANCEADA EJERCICIOS: 1. Cuántos moles y milimoles de sulfuro de plata (Ag 2 S) se producen cuando reacciona 0. 4 moles de Ag con suficiente S en la siguiente reacción? Ag (s) + S(s) → Ag 2 S (s) (balancearla) Resp: 0. 2 moles y 200 mmoles. 16

2. ¿Cuántos moles de NO se producen a partir de 50 milimoles de Cu en la ecuación: 3 Cu + 8 HNO 3→ 3 Cu(NO 3)2 + 2 NO + 4 H 2 O R: 0. 033 moles de NO 3. El oxido de hierro (III) Reacciona con carbono para dar hierro y monóxido de carbono. En la siguiente reacción. Fe 2 O 3 (s) + 3 C (s) → 2 Fe (s) + 3 CO(g) a) ¿Cuántos gramos de C se necesitan para reaccionar con 2. 5 moles de Fe 2 O 3 ? R: 90. 08 g con RFRRrrrrrrr 2. 5 moles de Fe 2 O 3? 17

b) ¿Cuantos gramos de CO se producen cuando reaccionan 16 g de C? R: 37. 31 g de CO 4. Según la ecuación 2 C 2 H 6+ 7 O 2→ 4 CO 2+ 6 H 2 O a) ¿Cuántos mmoles de C 2 H 6 se necesitan para producir 75 g de CO 2? b) ¿Cuantos gramos de H 2 O pueden producirse a partir de 62. 5 g de C 2 H 6 ? 18

5. De acuerdo a la siguiente reacción: C 3 H 8 + O 2 CO 2 + H 2 O (balancearla) a) Calcule los moles de H 2 O formados (producidos) a partir de 320 g de C 3 H 8 b) Los g de O 2 necesarios para combinarse (reaccionar) con 100 g de C 3 H 8 19

Ley de las proporciones definidas: • Un compuesto siempre estará formado por los mismos elementos y en la misma proporción de masa o peso. Se demuestra con el % de composición. • Ej: el agua (H 2 O) de chorro, de rio, de glaciar, de mar, etc, ya sea de 1 vaso, 1 gota, 1 mililitro, 1 garrafón, etc, siempre tendrá un 88. 81 % de oxígeno y 11. 19 % de hidrógeno. 20

Porcentaje de composición (%): Calcule el % de composición de cada elemento en los siguientes compuestos: 1. Na. OH 2. Mg(OH)2 3. KMn. O 4 4. Ba(NO 3)2 5. H 2 SO 4 6. Mg 3(PO 4)2 R: Mg: 27. 74% P: 23. 56 % O: 48. 69% 21