Bioq. José Luis Rodríguez Tenesaca

OBJETIVO:

UTILIZAR LOS PRINCIPIOS QUÍMICOS –MATEMATICOS EN LA RESOLUCIÓN DEEJERCICIOS EN BASE A REACCIONESQUÍMICAS EN ESTEQUIOMETRÍA.

¿Que es Estequiometría Química? Estudia las relaciones cuantitativas entre sustancias

que intervienen en una reacción química (Reactivos yProductos).

Un mol se define como la cantidad de materia quetiene tantos objetos como el número de átomos quehay en exactamente 12 gramos de 12C.

Se ha demostrado que este número es: 6,0221367 x 1023

Se abrevia como 6,02 x 1023, y se conoce como númerode Avogadro.

¿Que es una MOL?

Pesos atómicos y moleculares. Los subíndices en las fórmulas químicas

representan cantidades exactas.

La fórmula del H2O, por ejemplo, indica que unamolécula de agua está compuesta exactamente por dosátomos de hidrógeno y uno de oxígeno.

Para obtener el peso molecular de una molécula sehace una operación matemática, se multiplica cadaelemento con su peso atómico y su numero demolécula, y al final se suma todos los elementos. Seobtiene en gr o gr/mol.

¿Qué tipos de operaciones sepueden realizar en EstequiometríaQuímica? Mol – Mol.

Mol – Gramos.

Gramos – Gramos.

Mol – Volumen.

Volumen – Gramos.

Volumen – Volumen.

FACTOR MOLAR La parte central de un problema estequiometrico es el

Factor Molar cuya formula es:

F.M. = Moles de sustancias deseadas/moles de sustancia partida

Factor molar, se obtiene de los coeficientes en laecuación balanceada.

Recordar: Para redondear con dos decimales, usamos como base

el tercer decimal. Si este es mayor o igual a 5aumentamos una unidad al segundo decimal, si esmenor a 4 no.

15, 28645 = 15, 29

3, 12478 = 3,12

EJERCICIOS. Para la siguiente ecuación balanceada:

4Al + 3O2 → 2Al 2 O3

a. ¿Cuantos mol de aluminio son necesarios paraproducir 5,27 mol de Oxido de Aluminio?

b. ¿Cuántas moles de Oxigeno reaccionan con 3, 97 molde Aluminio?

Respuestas: a. 10, 54 mol

b. 2,98 mol

Volumen molar de un gas. Condiciones normales, estándar, temperatura y presión:

T = 0 °C = 273 °K.

P = 1 atmosfera = 760 mm de Hg = 760 Torricelli.

P = 1 atmosfera = 14,7 Lb/Pulg2

VALOR DE CADA MOL DE GAS.

1 mol gas = 22,4 Litros (l)

EJERCICIOS. Descomposición de Clorato de Potasio por efecto del

calor, condiciones normales de temperatura y presión.

Ecuación:

2 KClO3 (s) → 2 KCl (s) + 3 O2 (g)

a. ¿Cuántas mol de Clorato de Potasio son necesariospara producir 25 Litros de Oxigeno gaseoso?

b. ¿Cuántos litros de Oxigeno se producen si se obtiene5, 11 moles de Cloruro de Potasio?

RESPUESTA: a. 0,75 mol

b. 171, 81 litros

REACTIVO LIMITANTE, REACTIVOEN EXCESO, PUREZA Y PORCENTAJEDE RENDIMIENTO.REACTIVO LIMITANTE.- Cuando una reacción sedetiene porque se acaba uno de los reactivos, a esereactivo se le llama reactivo limitante.

Aquel reactivo que se ha consumido por completo enuna reacción química se le conoce con el nombre dereactivo limitante pues determina o limita la cantidad deproducto formado.

Reactivo limitante es aquel que se encuentra en defectobasado en la ecuación química ajustada.

REACTIVO EN EXCESO.- Es todo lo contrario delreactivo limitante, es aquel reactivo que no se aconsumido por completo, es aquel que prevalece en unareacción química.

PUREZA.- El porcentaje de un compuesto o elementoespecífico en una muestra impura.

PORCENTAJE DE RENDIMIENTO.- Rendimiento realmultiplicado por 100 y dividido por el rendimientoteórico.

% R = PRODUCCIÓN REAL/PRODUCCIÓN TEORICO (100)

EJERCICIOS.

¿Cuál es el reactivo limitante si tenemos 10 moléculas dehidrógeno y 10 moléculas de oxígeno?

Necesitamos 2 moléculas de H2 por cada molécula de O2

N2 (g) + 3H2 (g) → 2NH3 (g)

a. A partir de 100 g r. de nitrógeno y 100 gr de hidrogeno¿Cuántos gramos de Amonio se obtiene?

b. ¿Cuál es el reactivo limitante y cual el reactivo enexceso?

c. ¿Calcule la cantidad de gramos de reactivo en excesoque quedan al final de la reacción

NaHCO3 (s) + HCl ( ac.) → NaCl (ac.) + H2O (l) + CO2 (g)

a. ¿Cuántos gramos de Cloruro de Sodio se obtienen sireaccionan 20,0 gr de Carbonato acido de sodio con 17,6gr de ácido clorhídrico?

b. ¿Cuál es el porcentaje de rendimiento de la reacción sise obtuvieron realmente 13,9 gr, de cloruro de sodio?

Al agregar un trozo de fosforo al bromo liquido la reacción es inmediata y libera calor. Si se mezclan 5,00 gr de fosforo con 40, 5 gr. Bromo molecular.

P4 + 6 Br2 (l) → 4 PBr3 (s)

a. ¿Cuál es el reactivo limitante?

b. ¿Cuántos gramos de PBr3 se forman?

c. Cuantos gramos de reactivo en exceso quedaron alterminar la reacción?

d. Si la producción real es 37,5 gr. PBr3 ¿Cuál es % derendimiento?

¿Qué son los Radicales Libres?Los radicales libres son átomos o grupos de átomos que, en sucomposición, cuentan con un electrón que no está aparejado y que seencuentra en capacidad de aparearse, por lo que son altamente reactivos einestables. Estos son liberados cuando el alimento es metabolizado paraproducir energía en las células, pero también pueden provenir desde elambiente, por ejemplo, cuando se está expuesto a contaminantes oradiaciones como los rayos ultravioletas del sol, los escapes de los autos, lacontaminación ambiental y el humo del cigarro.Para lograr establecer el equilibrio este átomo buscará “robarle” unelectrón a otro átomo. Cuando esto sucede, el átomo que pierde suelectrón se convierte a su vez en un radical libre. Así se va generando unareacción en cadena que daña las células y produce el envejecimiento ymuchas enfermedades.Los radicales libres son producidos por el organismo para luchar contrabacterias y virus, sin embargo, es necesario que sean controlados pormedio de una protección antioxidante. Los antioxidantes son sustanciasque liberan electrones en la sangre, los que son captados por los radicaleslibres y se vuelven así moléculas estables.

CONSULTA: ¿QUÉ ES EL ESTADO GASEOSO?

PROPIEDADES Y CARACTERISTICAS DE LOS GASES.

LEYES DE LOS GASES. LEY DE BOYLE MARIOTTE.

LEY DE JAQUES CHARLEY .

LEY DE GAY –LUSSAC.

LEY COMBINADA DE LOS GASES.

LEY DE DALTON.

LEY DE GRAHAM.

DENSIDAD O PESO ESPECIFICO DE LOS GASES.

ECUACIÓN GENERAL DEL ESTADO.

LEY DE BOYLE MARIOTTE (P. y V.)La Temperatura Permanece constante.

Cuando la presión aumenta el volumen disminuye, llamadaLey ISOTERMICA.

ISO= Igual.

TERMICA = Temperatura.

Formula General: P1 x V1 = P2 x V2 ó P1 = P2

V2 V1

P1= Presión inicial. P2= Presión final.

V1 = Volumen inicial. V2 = Volumen final.

LEY DE JAQUES CHARLEY (V. y T.)La Presión se mantiene Constante.

Es una Ley ISOBARICA

ISO= Igual.

BAROS = Presión.

Es decir que si la temperatura aumenta, el volumentambién aumenta.

Formula General: V1 = V2

T1 (°K) T2 (°K)

V1 = Volumen inicial. V2 = Volumen final.

T1= Temperatura inicial. T2= Temperatura final.

LEY DE GAY LUSSAC (P. y T.)Volumen Permanece Constante.

Es una Ley ISOMETRICA

ISO= Igual.

MERO = Volumen.

Es decir que si la temperatura aumenta, la presión tambiénaumenta.

Formula General: P1 = P2

T1 (°K) T2 (°K)

P1 = Presión inicial. P2 = Presión final.

T1= Temperatura inicial. T2= Temperatura final.

LEY COMBINADA DE LOS GASES.Interviene los tres factores: Presión, Volumen yTemperatura (BOYLE, CHARLES y GAY LUSSAC).

Formula General: P1 x V1 = P2 x V2

T1 (°K) T2 (°K)

P1= Presión inicial. P2= Presión final.

V1 = Volumen inicial. V2 = Volumen final.

T1= Temperatura inicial. T2= Temperatura final.

LEY DE DALTONLEY DE LAS MEZCLAS GASEOSAS o LEY DE LASPRESIONES PARCIALES.

La Presión Total de una mezcla de 2 o mas gases quereaccionan entre si, es igual a la suma de las presiones de loscomponentes.

Formula General: PT = P1 + P2 + P3 ………

PT= PRESIÓN TOTAL.P1, P2, P3…. = Presiones Parciales de cada gas componentesde la mezcla.

LEY DE GRAHAM (Difusión de los Gases)A la misma temperatura y presión la velocidad de ladifusión de un gas es inversamente proporcional a la raízcuadrada de su masa molecular.

FORMULA: V1 = √Ma. 2

V2 √Ma. 1

V1, V2= Volumen o Velocidad de Difusión de los gases.

Ma. 1, Ma. 2 = Peso o masa molecular de los gases.

DENSIDAD O PESO ESPECIFICO DE LOS GASES.La densidad de un gas varia inversamente con lastemperaturas absolutas °K y directamente con la presión.

Conociendo que la densidad es igual a : d= M/V gr/L.; Laformula General seria es:

d1 x T1(°K) = d2 x T2(°K)

P1 P2

d1 y d2 = Densidad inicial y final en gr/L

T1 y T2 = Temperatura absoluta (°K) inicial y final.

P1 y P2 = Presión inicial y final

ECUACIÓN GENERAL DEL ESTADO.

FORMULA GENERAL = P x V = N x R x T

P= Presión .

V= Volumen.

Pg. = Peso en gramos del gas.

N= Numero de Moles = PM Peso molecular del gas gr/mol

R= Constante universal de los gases = 0,082 at. L/ Mol °K

T= Temperatura Absoluta °K