Clase 12 Unidad 2 Química General QUIM 004 - 12-9-2024 (PDF)

QUIMICA GENERAL QUIM 004 CLASE 2 UNIDAD 2 (CLASE 12 DEL CURSO) (12-9-2024) Unidades de medida, Mol Masa Molar Fórmulas empíricas y moleculares Dra. Susan Hess PhD. Chemistry  PARTICULAS SUBATÓMICAS...

QUIMICA GENERAL QUIM 004 CLASE 2 UNIDAD 2 (CLASE 12 DEL CURSO) (12-9-2024) Unidades de medida, Mol Masa Molar Fórmulas empíricas y moleculares Dra. Susan Hess PhD. Chemistry  PARTICULAS SUBATÓMICAS Particula Masa (kg) Carga Ubicación Electrón 9,101 exp -31 -1 Alrededor del Nucleo Protón 1,669 exp-27 1 En el Nucleo Neutrón 1,671 exp-27 0 En el Nucleo Número Másico: Cantidad total de partículas elementales que existen en el núcleo (protones + neutrones) Numero Atómico: (en un átomo neutro) Cantidad de protones en el núcleo o cantidad de electrones alrededor del núcleo 11 protones + 12 neutrones 11 electrones u 11 protones Peso Atómico: 22,99 g/mol 22,99 g de átomos de Na = 1 mol de Na = 6,023 exp 23 átomos de Na  Número Atómico ((47 electrones o 47 protones) 47 Plata Ag Número másico: 108 (47 Protones + 61 neutrones) 107.87 Peso atómico 107,87 g de Ag = 1 mol de Ag = 6,023 exp 23 átomos de Ag Mol Es la cantidad de materia que contiene el Número de Avogadro, N, de partículas unitarias o entidades fundamentales (moléculas, átomos, iones) Ejem: Una docena de huevos (12 huevos), un cartón de cigarrillos (200 cigarrillos) un mol de huevos (6,023 x 1023 huevos) Un mol de cigarrillos (6,023 x 1023 cigarrillos) Un mol de una especie química = Masa molar de esa especie Masa molar de esa especie = Número Avogadro de unidades de esa especie MOL: Cantidad de una sustancia cuya masa en gramos es igual a: El peso atómico (masa molar) de un átomo El peso molecular (masa molar) de una molécula Un mol de átomos = 6.023 exp 23 átomos Un mol de moléculas = 6.023 exp 23 moléculas Un mol de iones = 6.023 exp 23 iones 1 mol de una especie = 6,023 x 1023 unidades de esa especie = masa molar en g de esa especie Ejemplos Para Átomos Un mol de un Átomo de C = 6,023 x 1023 Átomos de C = 12 g Un mol de Átomos de N = 6,023 x 1023 Átomos de N = 14 g Para Moléculas Un mol de una Molécula de N2 = 6,023 x 1023 Moléculas de N2 = 28 g Un mol de Moléculas de NH3 = 6,023 x 1023 Moléculas de NH3 = 17 g Para iones: Un mol de anión Cloruro = 6,023 x 1023 aniones Cl- = 35,5 g Un mol de catión Sodio = 6,023 x 1023 cationes Na+ = 23 g Ejem: 1) Masa molar del átomo de K = 39,1 g/mol : NA de átomos de K pesan 39,1 g 2) Masa molar del átomo de Cl = 35,5 g/mol: Na de átomos de Cl pesan 35,5 g 3) Masa molar de la molécula KCl = 74,6 g/mol: NA de moléculas de KCl pesan 74,6 g Masas atómicas: K = 39,1 g/mol ; Cl= 35,5 g/mol  Masa molecular o masa molar: Suma de las masas atómicas de todos los átomos de una molécula. Ejemplo 1: masa molar: HCl Masas Atómicas (g/mol) : H = 1,008 Cl = 35,5 Masa Molecular (g/mol): HCl = 1, 008 + 35,5 = 36,508 g/mol 36,508 g de HCl = 1 mol de HCl= 6,023 exp 23 molec. de HCl Ejemplo 2: masa molar: H2SO4 Masas Atómicas (g/mol) : H = 1,008 O= 16 S = 32 Masa Molecular (g/mol): H2SO4 = 2( 1, 008) + 32 + 4(16) = 98, 016 g/mol 98, 016 g de H2SO4 = 1 mol de H2SO4 = 6,023 exp 23 molec. de H2SO4  Ejem. 3: Calcule la masa molecular del Acido sulfúroso (H2SO3) y determine a cuantas moléculas corresponde dicha masa en gramos Si los masas atómicos (g/mol) son: H = 1, O = 16, S =32 …… g de H2SO3 = 1 mol de H2SO4 = 6,023 exp 23 moléculas de H2SO4 Ejemplos Método de los Factores 1) Calcule el número de átomos y de gramos presentes en 3 moles de Manganeso (masa atómica = 55 g/mol) PISTAS: 55 g de Mn = 1 mol de Mn = 6,023 exp 23 átomos de Mn - Usar factores unitarios 55 𝑔 𝑀𝑛 6,023 exp 23 𝑎𝑡 𝑀𝑛 1 𝑚𝑜𝑙 𝑀𝑛 1 𝑚𝑜𝑙 𝑀𝑛 6,023 𝑒𝑥𝑝 23 𝑎𝑡 𝑀𝑛 X Átomos de Mn= 3 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑀𝑛 𝑥 = 18,069 exp 23 At. Mn 1 𝑚𝑜𝑙 𝑀𝑛 55 𝑔 𝑀𝑛 X Gramos de Mn= 3 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑀𝑛 𝑥 = 165 g Mn 1 𝑚𝑜𝑙 𝑀𝑛  TAREA 1 Sabiendo que la masa molecular del Nitrógeno gaseoso ( N2) es 28 g/mol a) Cuantos moles son 100 g de Nitrógeno? b) A cuantas moléculas corresponde esa masa? 1 mol de una especie = 6,023 x 1023 unidades de esa especie = masa molar en g de esa especie 1 mol N2 = 6,023 exp 23 molec. N2 = 28 g N2  TAREA 2: Si la masa atómica del átomo de Oro es 197 g/mol a) Cuantos moles son 100 g de Oro? b) A cuantos átomos corresponden? Recuerda: 1 mol = masa atómica = número de Avogádro de átomos 1 mol Au = 6,023 exp 23 átomos Au = 197 g Au  Problema tipo Prueba Calcule el número de átomos de Hidrogeno, Carbono y de Oxígeno que existen en 30 g de Glucosa (C6H12O6) P. At. (g/mol): H=1; C=12; O=16 Pistas: 1 mol Glucosa = 180 g Glucosa = 6,023 x 1023 moléculas Glucosa 1 molécula Glucosa = 12 átomos Hidrógeno 1 molécula Glucosa = 6 átomos Carbono 1 molécula Glucosa = 6 átomos Oxígeno 𝑵𝑨 𝒎𝒐𝒍é𝒄𝒖𝒍𝒂𝒔 𝑮𝒍𝒖𝒄𝒐𝒔𝒂 𝟏𝟐 Á𝒕𝒐𝒎𝒐𝒔 𝑯𝒊𝒅𝒓ó𝒈𝒆𝒏𝒐 Átomos H= 𝟑𝟎 𝒈. 𝑮𝒍𝒖𝒄𝒐𝒔𝒂 𝒙 x = ……….. Átomos Hidrógeno 𝟏𝟖𝟎 𝒈. 𝑮𝒍𝒖𝒄𝒐𝒔𝒂 𝟏 𝒎𝒐𝒍é𝒄𝒖𝒍𝒂 𝑮𝒍𝒖𝒄𝒐𝒔𝒂 𝑵𝑨 𝒎𝒐𝒍é𝒄𝒖𝒍𝒂𝒔 𝑮𝒍𝒖𝒄𝒐𝒔𝒂 𝟔 Á𝒕𝒐𝒎𝒐𝒔 𝑪𝒂𝒓𝒃𝒐𝒏𝒐 Átomos Carbono= 𝟑𝟎 𝒈. 𝑮𝒍𝒖𝒄𝒐𝒔𝒂 𝒙 x = ……….. Átomos Carbono 𝟏𝟖𝟎 𝒈. 𝑮𝒍𝒖𝒄𝒐𝒔𝒂 𝟏 𝒎𝒐𝒍é𝒄𝒖𝒍𝒂 𝑮𝒍𝒖𝒄𝒐𝒔𝒂 FORMULAS QUÍMICAS Formula empírica: es la relación mínima de los átomos presentes en una molécula. Ejem. Benceno C6H6 F.E.= CH Formula molecular: Muestran el número de cada átomo presente en una molécula. Ejem. F.M. = (CH)6 Formulas estructurales: Muestra como los átomos en una molécula se unen entre si Cálculo de la formula molecular a partir de la formula empírica: - Conociendo la masa molar de la molécula - Conociendo la formula empírica - Calcular el peso formular empírico - Calcular el subíndice de la formula molecular, según la formula Subindice = Masa molar / Peso formular empírico Ejemplo: Si la glucosa presenta la formula empírica CH2O y su masa molar es 180 g/mol. Calcule su fórmula molecular Peso formular empírico = 12 + 2(1) + 16 = 30 Subindice = 180 / 30 = 6 Fórmula molecular: (CH2O)6 = C6H12O6 Ejemplo 1: Determinar la fórmula empírica de una sustancia formada por 11.11% de hidrógeno y 88.89% de oxígeno. Masas molares (g/mol): H=1,008; O= 15,999 PISTAS: - Convertir los porcentajes en gramos (asumiendo 100 g de compuesto). - Convertir los gramos a moles. - Dividir los moles por el menor número de moles para obtener la relación molar.  Ejemplo 2: Si un compuesto contiene 40% de carbono, 6.7% de hidrógeno y 53.3% de oxígeno. Si la masa molar del compuesto es aproximadamente 60 g/mol ¿Cuáles son las fórmulas empírica y molecular del compuesto? Masas molares (g/mol): H=1,008; C=12,001; O=15,999 PISTAS: - Convertir los porcentajes en gramos (asumiendo 100 g de compuesto). - Convertir los gramos a moles. - Dividir los moles por el número menor de moles para obtener la relación molar. - Con la relación molar se obtiene la fórmula empírica. - Con la masa molar se calcula el N (número de veces que se repite la formula empírica) - Con el N y la formula empírica se obtiene la fórmula molecular. Ejemplo 3: Encuentre la fórmula empírica de un compuesto que contiene oxígeno y hierro, si dispone de la Sgte. información. Elemento Porcentaje Peso atómico (g/mol) Oxígeno 30% 16 Hierro 70% 56