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                                ESTEQUIOMETRÍA
                                Profesor: Nibaldo Pastén R.




                                Materia energía organización
                                  Conceptos fundamentales.
                                  ◦ Materia.

                                  ◦ Peso o masa.

                                  ◦ Cambios químicos y cambios físicos




Profesor: Nibaldo Pastén R.
Universidad Pedro de Valdivia




                                Composición de la materia




                                Técnicas para separar
                                mezclas
                                 Filtración: A través de materiales porosos como el
                                 papel filtro, algodón o arena se puede separar un
                                 sólido que se encuentra suspendido en un líquido.
                                 Estos materiales permiten solamente el paso del
                                 líquido reteniendo el sólido.




Profesor: Nibaldo Pastén R.
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                                Técnicas para separar
                                mezclas
                              Extracción.
                              Se basa en las
                              diferentes afinidades
                              de los componentes
                              de las mezclas en
                              dos solventes
                              distintos y no
                              solubles entre sí.




                                Técnicas para separar
                                mezclas
                              Centrifugación. Es un proceso de
                              separación que utiliza la acción de la
                              fuerza centrífuga para promover la
                              aceleración de partículas en una
                              mezcla heterogénea de sólido-líquido.
                              Dos fases claramente distintas se
                              forman en el recipiente durante la
                              centrifugación:




Profesor: Nibaldo Pastén R.
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                                Técnicas para separar
                                mezclas
                      Destilación. Técnica utilizada
                      para purificar un líquido o
                      separar los líquidos de una
                      mezcla líquida. Comprende
                      dos etapas: transformación
                      del líquido en vapor y
                      condensación del vapor.




                                La materia en números

                                Ley de conservación de la materia
                                o de Lavoisier.
                                  En una reacción química la masa de los
                                  reactantes es igual a la masa de los productos.




Profesor: Nibaldo Pastén R.
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                        El concepto de mol
                   9



                                                      A partir de 12g
                                                      exactos de C-12

                                                        12 g      =
                                                      6,022x10 23

                                                       1,9927x10-23g/átomo

                                                    NA = Constante de
                                                          Avogadro

                                                           18-05-2010




                                El concepto de mol
                   10



                                Esta cantidad es:

                                                     23
                                       6,02 x 10

                        602.000.000.000.000.000.000.000
                        602 mil trillones de átomos, moléculas, etc. En un mol


                                                           18-05-2010




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                                Masa Molar
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                                                18-05-2010




                                Masa Molar y número de
                   12           átomos




                                                18-05-2010




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                                Masa Molar
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                        Ejemplo:
                        Elemento Masa Atómica
                           H     = 1
                           C     = 12
                           Cl    = 35,5
                           Na = 23




                                                               18-05-2010




                                Pregunta
                                ¿Cuántos moles de moléculas de anhídrido
                                sulfúrico (SO3), equivalen a la masa de 4 moles
                                de calcio?
                                Resp.: 2 moles.




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                                Masa Molar
                                  Completar la siguiente tabla.




                                Volumen molar.
                   16

                                ¿Cuál es el volumen de un mol de
                                cualquier gas en condiciones normales de
                                presión y temperatura?


                                               22.4 L.



                                                          18-05-2010




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                                Volumen molar.
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                                                             0,5                             0,5 x 6,02x1023
                                      1,5                    3            1,5 x 6,02x1023     3 x 6,02x1023




                                                                                18-05-2010




                                Ejercicio
                   18     ¿Cuantos moles y cuantos átomos de
                          hidrógeno hay en 100g de sustancia?
                        Masa atómica del H = 1.008 g/mol

                                         1.008g ------------------- 1 mol
                                         100g ------------------       x mol
                                                 99.206 mol


                                   1 mol ------------------ 6.02 × 1023 átomos
                                   99.206 mol -----------          X      átomos
                                            5.972 ×   1025   átomos


                                                                                18-05-2010




Profesor: Nibaldo Pastén R.
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                                Pregunta

                                ¿Cuántas moléculas hay en 3
                                 moles de CO2?


                                   Resp.: 3 x 6,02x1023 = 1.806x1024




                                Fórmula química
                          Indica la relación de los átomos que se
                          combinan o de los moles de átomos
                          combinados.
                          Ej:H2PO4




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                          Fórmula Empírica (mínima)
                        Indica la menor proporción, en números enteros
                        de átomos de los elementos que forman una
                        sustancia.
                              Sustancia             Fórmula             Fórmula
                                                   molecular            mínima
                        Agua oxigenada               H2O2                 HO
                        Glucosa                     C6H12O6              CH2O
                        Ácido Sulfúrico              H2SO4               H2SO4
                        Sacarosa                   C12H22O11           C12H22O11




                                ♦ Calcular la fórmula mínima de un compuesto que
                                presenta 43,4% de sodio, 11,3% de carbono y 45,3% de
                                oxígeno (masas atómicas: Na=23; C=12; O=16).
                          Datos       División de % por   División por el   Fórmula
                                      masa atómica        menor valor       mínima
                                                          obtenido


                              43,3%     43,4/23 = 1,88    1,88/0,94 = 2
                               Na
                              11,3%     11,3/12 = 0,94    0,94/094 = 1
                                                                            Na2CO3
                                C
                              45,3%     45,3/16 = 2,82    2,82/0,94 = 3
                                O
                         Proporción       Proporción                        Proporción
                         en masa          en átomos                         en átomos




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                                Estequiometría
                   23




                                DEFINICIÓN:
                                 Establece relaciones cuantitativas
                                 entre los reactantes y productos de
                                 una reacción química.




                                ¿Cómo conocer la información entregada
                                por una ecuación química?

                              Se deben seguir los siguientes pasos.

                                1. identificar las sustancias y coeficientes
                                   estequiométricos.
                                2. equilibrar la ecuación química.
                                3. Reconocer mol, masa, volumen, ley de
                                   Lavoisier.




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                            1.- identificar las sustancias y coeficientes estequiométricos

                                 REACTANTES                                   PRODUCTOS
                   25


                          CHCH OHl)
                            3 2  (           +       3O2 (g)        →       2CO (g) + 3H2O(g)
                                                                               2




                                                 1     3        2       3
                                                       Coeficientes
                                                     estequiométricos
                         Estado físico en que se
                         encuentran las sustancias




                                 2.- equilibrar la ecuación química.

                   26




                        Mg3 N2 + 6 H2O                           2NH3 + 3 Mg(OH)2


                         metal         no metal            hidrógeno
                                                               2x3=6
                                                               2x3=6
                                                               total = 12




Profesor: Nibaldo Pastén R.
Universidad Pedro de Valdivia




                            3.- Reconocer
                   27



                                                          CH3CH2OH(l) + 3 O2 (g) → 2CO2(g) +    3H2O(l)


                        Cantidad de materia (mol)             1          3           2               3


                        •Masa (g)                             46         96          88              54


                        •Volumen (L)                        ----         67,2         44,8           ----


                        •Ley de conservación de la masa            142                         142




                                    Tipos de reacciones químicas
                               Si sabemos lo que ocurre en una determinada reacción química,
                               seremos capaces de predecir lo que ocurre en otras parecidas.


                                    Reacciones de síntesis
                                    En este tipo de reacciones dos o más sustancias se combinan
                                    para dar un sólo producto:


                                                              A + B → AB
                               Ejemplo:




Profesor: Nibaldo Pastén R.
Universidad Pedro de Valdivia




                                Tipos de reacciones químicas
                                Reacciones de descomposición
                                En este caso a partir de un único compuesto se obtienen como
                                producto dos o más sustancias:


                                                        ABC → A + BC
                              Ejemplo:




                                Tipos de reacciones químicas
                                Reacciones de sustitución
                                En esta transformación un elemento se “traslada” de un
                                compuesto a otro.
                                Sustitución simple:
                                                       A + CD → C + AD
                                Sustitución doble :
                                                      AB + CD → AC + BD


                              Ejemplo:

                                           AgNO3 +      KCl            AgCl + KNO3




Profesor: Nibaldo Pastén R.
Universidad Pedro de Valdivia




                                Tipos de reacciones químicas
                               Reacciones de combustión
                               Este tipo de reacciones pertenece a un grupo más amplio de
                               reacciones que son denominadas de oxidación.


                                          CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O




                                Tipos de reacciones químicas
                               Reacciones de neutralización
                               Este tipo de reacciones pertenece a un grupo ácido base.


                                            HA + MOH→ MA + H2O

                              Ejemplo
                                          HCl +    KOH                KCl + H2O




Profesor: Nibaldo Pastén R.

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  • 1. Universidad Pedro de Valdivia ESTEQUIOMETRÍA Profesor: Nibaldo Pastén R. Materia energía organización Conceptos fundamentales. ◦ Materia. ◦ Peso o masa. ◦ Cambios químicos y cambios físicos Profesor: Nibaldo Pastén R.
  • 2. Universidad Pedro de Valdivia Composición de la materia Técnicas para separar mezclas Filtración: A través de materiales porosos como el papel filtro, algodón o arena se puede separar un sólido que se encuentra suspendido en un líquido. Estos materiales permiten solamente el paso del líquido reteniendo el sólido. Profesor: Nibaldo Pastén R.
  • 3. Universidad Pedro de Valdivia Técnicas para separar mezclas Extracción. Se basa en las diferentes afinidades de los componentes de las mezclas en dos solventes distintos y no solubles entre sí. Técnicas para separar mezclas Centrifugación. Es un proceso de separación que utiliza la acción de la fuerza centrífuga para promover la aceleración de partículas en una mezcla heterogénea de sólido-líquido. Dos fases claramente distintas se forman en el recipiente durante la centrifugación: Profesor: Nibaldo Pastén R.
  • 4. Universidad Pedro de Valdivia Técnicas para separar mezclas Destilación. Técnica utilizada para purificar un líquido o separar los líquidos de una mezcla líquida. Comprende dos etapas: transformación del líquido en vapor y condensación del vapor. La materia en números Ley de conservación de la materia o de Lavoisier. En una reacción química la masa de los reactantes es igual a la masa de los productos. Profesor: Nibaldo Pastén R.
  • 5. Universidad Pedro de Valdivia El concepto de mol 9 A partir de 12g exactos de C-12 12 g = 6,022x10 23 1,9927x10-23g/átomo NA = Constante de Avogadro 18-05-2010 El concepto de mol 10 Esta cantidad es: 23 6,02 x 10 602.000.000.000.000.000.000.000 602 mil trillones de átomos, moléculas, etc. En un mol 18-05-2010 Profesor: Nibaldo Pastén R.
  • 6. Universidad Pedro de Valdivia Masa Molar 11 18-05-2010 Masa Molar y número de 12 átomos 18-05-2010 Profesor: Nibaldo Pastén R.
  • 7. Universidad Pedro de Valdivia Masa Molar 13 Ejemplo: Elemento Masa Atómica H = 1 C = 12 Cl = 35,5 Na = 23 18-05-2010 Pregunta ¿Cuántos moles de moléculas de anhídrido sulfúrico (SO3), equivalen a la masa de 4 moles de calcio? Resp.: 2 moles. Profesor: Nibaldo Pastén R.
  • 8. Universidad Pedro de Valdivia Masa Molar Completar la siguiente tabla. Volumen molar. 16 ¿Cuál es el volumen de un mol de cualquier gas en condiciones normales de presión y temperatura? 22.4 L. 18-05-2010 Profesor: Nibaldo Pastén R.
  • 9. Universidad Pedro de Valdivia Volumen molar. 17 0,5 0,5 x 6,02x1023 1,5 3 1,5 x 6,02x1023 3 x 6,02x1023 18-05-2010 Ejercicio 18 ¿Cuantos moles y cuantos átomos de hidrógeno hay en 100g de sustancia? Masa atómica del H = 1.008 g/mol 1.008g ------------------- 1 mol 100g ------------------ x mol 99.206 mol 1 mol ------------------ 6.02 × 1023 átomos 99.206 mol ----------- X átomos 5.972 × 1025 átomos 18-05-2010 Profesor: Nibaldo Pastén R.
  • 10. Universidad Pedro de Valdivia Pregunta ¿Cuántas moléculas hay en 3 moles de CO2? Resp.: 3 x 6,02x1023 = 1.806x1024 Fórmula química Indica la relación de los átomos que se combinan o de los moles de átomos combinados. Ej:H2PO4 Profesor: Nibaldo Pastén R.
  • 11. Universidad Pedro de Valdivia Fórmula Empírica (mínima) Indica la menor proporción, en números enteros de átomos de los elementos que forman una sustancia. Sustancia Fórmula Fórmula molecular mínima Agua oxigenada H2O2 HO Glucosa C6H12O6 CH2O Ácido Sulfúrico H2SO4 H2SO4 Sacarosa C12H22O11 C12H22O11 ♦ Calcular la fórmula mínima de un compuesto que presenta 43,4% de sodio, 11,3% de carbono y 45,3% de oxígeno (masas atómicas: Na=23; C=12; O=16). Datos División de % por División por el Fórmula masa atómica menor valor mínima obtenido 43,3% 43,4/23 = 1,88 1,88/0,94 = 2 Na 11,3% 11,3/12 = 0,94 0,94/094 = 1 Na2CO3 C 45,3% 45,3/16 = 2,82 2,82/0,94 = 3 O Proporción Proporción Proporción en masa en átomos en átomos Profesor: Nibaldo Pastén R.
  • 12. Universidad Pedro de Valdivia Estequiometría 23 DEFINICIÓN: Establece relaciones cuantitativas entre los reactantes y productos de una reacción química. ¿Cómo conocer la información entregada por una ecuación química? Se deben seguir los siguientes pasos. 1. identificar las sustancias y coeficientes estequiométricos. 2. equilibrar la ecuación química. 3. Reconocer mol, masa, volumen, ley de Lavoisier. Profesor: Nibaldo Pastén R.
  • 13. Universidad Pedro de Valdivia 1.- identificar las sustancias y coeficientes estequiométricos REACTANTES PRODUCTOS 25 CHCH OHl) 3 2 ( + 3O2 (g) → 2CO (g) + 3H2O(g) 2 1 3 2 3 Coeficientes estequiométricos Estado físico en que se encuentran las sustancias 2.- equilibrar la ecuación química. 26 Mg3 N2 + 6 H2O 2NH3 + 3 Mg(OH)2 metal no metal hidrógeno 2x3=6 2x3=6 total = 12 Profesor: Nibaldo Pastén R.
  • 14. Universidad Pedro de Valdivia 3.- Reconocer 27 CH3CH2OH(l) + 3 O2 (g) → 2CO2(g) + 3H2O(l) Cantidad de materia (mol) 1 3 2 3 •Masa (g) 46 96 88 54 •Volumen (L) ---- 67,2 44,8 ---- •Ley de conservación de la masa 142 142 Tipos de reacciones químicas Si sabemos lo que ocurre en una determinada reacción química, seremos capaces de predecir lo que ocurre en otras parecidas. Reacciones de síntesis En este tipo de reacciones dos o más sustancias se combinan para dar un sólo producto: A + B → AB Ejemplo: Profesor: Nibaldo Pastén R.
  • 15. Universidad Pedro de Valdivia Tipos de reacciones químicas Reacciones de descomposición En este caso a partir de un único compuesto se obtienen como producto dos o más sustancias: ABC → A + BC Ejemplo: Tipos de reacciones químicas Reacciones de sustitución En esta transformación un elemento se “traslada” de un compuesto a otro. Sustitución simple: A + CD → C + AD Sustitución doble : AB + CD → AC + BD Ejemplo: AgNO3 + KCl AgCl + KNO3 Profesor: Nibaldo Pastén R.
  • 16. Universidad Pedro de Valdivia Tipos de reacciones químicas Reacciones de combustión Este tipo de reacciones pertenece a un grupo más amplio de reacciones que son denominadas de oxidación. CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O Tipos de reacciones químicas Reacciones de neutralización Este tipo de reacciones pertenece a un grupo ácido base. HA + MOH→ MA + H2O Ejemplo HCl + KOH KCl + H2O Profesor: Nibaldo Pastén R.