Tema 5 Química - Moles y Cálculos Estequiométricos - USMP

MOLES Y RELACIONES ESTEQUIOMÉTRICAS PROCEDIMIENTOS BÁSICOS EN QUÍMICA /09/2024 Nombres y apellidos del docente: Información de contacto:  ÍNDICE 1º Mol. At-g, eq-g. 2º Unidades de masa. Volumen. 3º Cálculos estequiométricos. 4º Leyes ponderales y volumétricas. 5º...

MOLES Y RELACIONES ESTEQUIOMÉTRICAS PROCEDIMIENTOS BÁSICOS EN QUÍMICA /09/2024 Nombres y apellidos del docente: Información de contacto:  ÍNDICE 1º Mol. At-g, eq-g. 2º Unidades de masa. Volumen. 3º Cálculos estequiométricos. 4º Leyes ponderales y volumétricas. 5º Rendimiento. Fecha actualizada Nombres y apellidos del docente, alumno de Pre o Posgrado. (día/mes/año)  ESTEQUIOMETRÍA El estudio de las relaciones cuantitativas que existen entre las masas de las sustancias que intervienen en una reacción química es lo que se denomina estequiometría. Proviene del griego stoicheion, que significa “elemento” y metron, que significa “medir”), es una rama de la química que trata de las relaciones cuantitativas entre ESTEQUIOMETRÍA UNIDADES QUÍMICAS DE MASA 1. ÁTOMO GRAMO (At-g) Es la cantidad de átomos que hay en una cantidad de gramos igual en número a la masa atómica de un elemento concreto. Un átomo-gramo o mol de átomos de un elemento contiene: 6,022 x 10 23 átomos y pesan un número de gramos Ejemplo: igual El a la masa peso atómico atómica del carbono de ese es 12, entonces 1 elemento. átomo-gramo tendrá 12 gramos de carbono. El peso atómico del oxígeno es 16 y 1 átomo- gramo de oxígeno tendrá 16 gramos de este elemento.  UM UNIDADES QUÍMICAS DE A MASA UNIDADES QUÍMICAS DE MASA 2. MASA ATÓMICA (m.A) Es la masa relativa de un átomo y se expresa en uma (unidad de masa atómica). La uma representa la doceava parte de la masa del átomo de carbono –12.  UNIDADES QUÍMICAS DE 3. MASA ATÓMICA MASA PROMEDIO Al medir la masa atómica de un elemento, por lo general se debe establecer la masa promedio de la mezcla natural de sus isótopos. Donde: MA: Masas atómicas de los isótopos (uma) %: Abundancia porcentual de los isótopos (%)  UNIDADES QUÍMICAS DE MASA 3. MASA ATÓMICA PROMEDIO ELEMENTO MASA % DE RELATIVA ABUNDANC IA 24 23,98504 78,99 % 12 Mg 25 24,98584 10,00 % 24(78,99) + 25(10) 12 Mg + 26(11,01) mA (Mg) = 26 25,98259 11,01 % ------------------------------------------- 12 Mg 100 mA(Mg) = 24,30 = 24 uma  UNIDADES QUÍMICAS DE 4. MASA MOLECULAR MASA (m.M.) La masa molecular (algunas veces denominada peso molecular) es la suma de las masas atómicas (en uma) en una molécula. UNIDADES QUÍMICAS DE 5. MASA FÓRMULA MASA Se usa para los compuestos iónicos que no contienen unidades moleculares discretas  UNIDADES QUÍMICAS DE MASA 6. MOL Es la cantidad de una sustancia que contiene tantas entidades elementales (átomos, moléculas u otras partículas) como átomos hay exactamente en 12 g del isótopo de carbono-12. Este número se denomina número de Avogadro (NA) en honor del científico italiano Amedeo Avogadro. UNIDADES QUÍMICAS DE MASA 6. MOL = UNIDADES QUÍMICAS DE MASA NÚMERO DE AVOGADRO (NA) Su nombre se dio en honor a Amedeo Avogadro (1776-1856). UNIDADES QUÍMICAS DE MASA NÚMERO DE AVOGADRO (NA) UNIDADES QUÍMICAS DE 7. MASA MOLAR MASA Es la masa (en gramos o kilogramos) de 1 mol de unidades (como átomos o moléculas) de una sustancia. 23 78 g/mol ---- 1 mol ----- n A  UNIDADES QUÍMICAS DE 8. VOLUMEN MOLAR MASA (Vo) El volumen que ocupa un mol de cualquier gas en condiciones normales (CN) o estándar de presión y de temperatura (TPN) es igual a 22.4 L y se llama volumen molar. 1 mol ---------------- M-------- 1 mol ----- 22,4 L 22,4 L UNIDADES QUÍMICAS DE 8. VOLUMEN MOLAR MASA (Vo)  UNIDADES QUÍMICAS DE 9. COMPOSICIÓN MASA PORCENTUAL Es el porcentaje en masa de cada elemento presente en un compuesto. Se obtiene al dividir la masa de cada elemento contenida en 1 mol del compuesto entre la masa molar del compuesto y multiplicando por 100%. Donde: “n” es el número de moles del elemento contenidos en 1 mol del compuesto.  9. EQUIVALENTE GRAMO UNIDADES QUÍMICAS DE MASA Llamada también masa de combinación, es la cantidad de una sustancia que reacciona con una cantidad arbitraria de otra sustancia en una reacción química Donde: determinada. M̅ = Masa molar (g/mol) θ = Parámetro (Dependerá de la sustancia) (eq/mol)  ESTEQUIOMETRÍA CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICAS DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Expresar las cantidades conocidas como las desconocidas en términos de moles y después, si es necesario, se convierten en otras unidades. PASO S: 1. Escriba una ecuación balanceada de la reacción. 2. Convierta la cantidad conocida del reactivo (en gramos u otras unidades) a número de moles. 3. Utilice la relación molar de la ecuación balanceada para calcular el número de moles del producto formado. 4. Convierta los moles de producto en gramos (u otras unidades) de producto.  ESTEQUIOMETRÍA CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICAS DE LAS REACCIONES QUÍMICAS  1. REACTIVO LIMITANTE CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS Y EXCEDENTE REACTIVO LIMITANTE REACTIVO EXCEDENTE El reactivo (R.L.)que se Es el reactivo (R.E.)presente consume primero en en mayor cantidad que una reacción lo necesario para reaccionar con la Si se consume, no se cantidad de reactivo puede formar más limitante. producto. Reactivos, productos y excedentes (colorado.edu)  1. REACTIVO LIMITANTE CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS Y EXCEDENTE CÁLCULOS 2. PUREZA DE ESTEQUIOMÉTRICOS REACTIVOS (% P) Las impurezas son un peso adicional que aumenta el peso de la sustancia pura, afectando la calidad del producto. Se debe cuantificar las impurezas antes de hacer el cálculo estequiométrico, para conocer la cantidad real de reactivo puro a partir del cual debemos realizar el cálculo. El grado de pureza de un reactivo se expresa en  2. PUREZA DE REACTIVOS (% P) CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS LEYES PONDERALES LEYES PONDERALES LEYES PONDERALES LEYES PONDERALES LEYES PONDERALES LEYES VOLUMÉTRICAS LEYES VOLUMÉTRICAS LEYES VOLUMÉTRICAS  RENDIMIENTO DE CÁLCULOS UNA REACCIÓN (% ESTEQUIOMÉTRICOS R) RENDIMIENTO RENDIMIENTO RENDIMIENTO TEÓRICO Es la cantidad de producto REALdeOproducto Es la cantidad que, según los cálculos, se que,RECUPERADO Es la cantidad de forma cuando todo el producto puro que reactivo limitante se realmente se obtiene en consume suponiendo que una reacción en la reacción es completa específico.  RENDIMIENTO DE CÁLCULOS UNA REACCIÓN (% R) ESTEQUIOMÉTRICOS RENDIMIENTO  CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS RAZONES QUE AFECTAN EL RENDIMIENTO DE  Los reactivos no seUNA REACCIÓN. convierten por completo en productos.  Reactivos que experimentan dos o más reacciones al mismo tiempo y forman productos deseados y no deseados (Reacciones secundarias).  La separación del producto deseado es tan difícil que no es posible recuperar todo el producto que se forma.  Descuido al manipular el producto obtenido.  Condiciones inadecuadas de la reacción (temperatura o presión).  RENDIMIENTO DE UNA CÁLCULOS REACCIÓN (% R) ESTEQUIOMÉTRICOS RENDIMIENTO FUENTES DE INFORMACIÓN Chang R, Overby J. QUÍMICA. 13a ed. McGraw-Hill Interamericana de España S.L.; 2020.