ESTEQUIOMETRIA

1.1.1 MATERIAEs todo lo que ocupa un lugar en el espacio, por tanto, tienemasa y volumen. Es decir es todo aquello que ocupa un sitio en el espacio, se puede tocar, se puede sentir, se puede medir, etc.

1.1.2 CONTITUCION DE LA MATERIA1.1.2.1 CARACTERSTICASCambios fsicos.-Se presentan sin que se altere la composicin de la sustancia. Ejemplos: los cambios de estado, cortar, picar, romper, pintar de otro color, etc.Es importante distinguir entre la propiedad y el cambio.Cambios qumicos.-Se presenta solo cuando la composicin de la sustancia se modifica. Ejemplos: La oxidacin de hierro, la fermentacin, la putrefaccin, la digestin de los alimentos, la produccin de una sustancia nueva, etc.Aqu tambin es importante distinguir entre el cambio y la propiedad.

1.1.3 RELACION MATERIA ENERGIA Analizar la relacin entre materia y energa a partir de sus propiedades para comprender su vinculacin con los fenmenos fsicos y qumicos de su entorno.Todos los cambios fsicos y qumica estn acompaados de energa. Ejemplos: Para un cambio de estado la sustancia debe absorber o liberar energa, tu cuerpo necesita energa para realizar sus actividades diarias, el automviles necesitan energa para moverse y funcionar, los aparatos elctricos necesitan energa para funcionar, etc.

1.1.4 NOMENCLATURA Y NOTACIONEs un conjunto de reglas que se utilizan para nombrar todas aquellas combinaciones que se dan entre los elementos y los compuestos qumicos y notacin La matemtica se apoya en un lenguaje simblico formal que sigue una serie de convenciones propias. Los smbolos representan un concepto, una operacin, una entidad matemtica segn ciertas reglas. Estos smbolos no deben considerarse abreviaturas, sino entidades con valor propio y autnomo.

1.1.5 Ecuaciones Qumicas:Unaecuacin qumicaes una descripcin simblica de unareaccin qumica. Muestra lassustanciasque reaccionan (llamadasreactivoso reactantes) y las sustancias que se obtienen (llamadas productos). Tambin indican las cantidades relativas de las sustancias que intervienen en la reaccin.

1.1.5.1 Reacciones Qumicas:Unareaccin qumicaocambio qumicoes todoprocesoqumico en el cual una o mssustancias(llamadasreactivos), por efecto de unfactor energtico, se transforman en otras sustancias llamadas productos. Esas sustancias pueden serelementosocompuestos.Ej. : La ecuacin qumica que describe la reaccin entre el magnesio y el oxgeno es:2 Mg + O2 2 MgO Reactantes Producto

*Tipos generales de reacciones qumicas.

Sntesis o combinacin: A + B ==== ASDos o ms sustancias reaccionan para dar otra ms compleja.N2 + 3H2 === 2NH3Fe + S === FeS2Ca + O2 === 2CaO b) Descomposicin: AB ==== A + BUna sustancia se descompone formando dos o mas simples. Es el proceso inverso del anterior.MgCO3 === MgO + CO2Ca(OH)2 === CaO + H2O

c) Desplazamiento a sustitucin: AB + X ==== XB + A

Una de los elementos de un compuesto es sustituido por otro elemento.Zn + CuSO4 === ZnSO4 + Cu2K + 2H2O === 2KOH + H2 d) Doble descomposicin o intercambio: AB + XY === AY + XBSe intercambian tomos entra dos compuestos.NaCI + AgNO3 === NaNO3 + AgClHCl + NaOH === NaCl + H2O

1.1.6 TABLA PERIODICAFueron varios los intentos que se hicieron para ordenar los elementos de una forma sistemticaLa distribucin ms exitosa de los elementos fue desarrollada porDimitrii Mendeleev(1834-1907), qumico ruso. En latabla de Mendeleevlos elementos estaban dispuestos principalmente en orden depesoatmico creciente, aunque haba algunos casos en los que tuvo que colocar en elemento con masa atmica un poco mayor antes de un elemento co una masa ligeramente inferior."Los elementos estn acomodados en orden de sus nmero atmicos crecientes y los que tienen propiedades qumicas similares se encuentran en intervalos definidos."

1.2.1 Introduccin a la Estequiometria

Una de las ramas ms importantes de la qumica es la estequiometra, ya que uno de los objetivos principales de la qumica es medir las substancias, la estequiometra se encarga de esto.Como definicin de la estequiometra podemos decir que es la rama de la qumica que se encarga de estudiar las relaciones ponderales (de peso), masa-masa, mol-mol, masa-volumen, mol-volumen... de las substancias que participan en una reaccin qumica.

1.2.2 Ley de conservacin de la materiaLa ley de conservacin de la masa o ley de conservacin de la materia o ley de Lomonsov-Lavoisierseala que en toda reaccin qumica, la masa total se las sustancias reaccionantes no aumenta ni disminuye es decir la nasa total permanece constante.

1.2.3 Mol El mol es la unidad con que se mide la cantidad de sustancia, una de las siete magnitudes fsicas fundamentales del Sistema Internacional de Unidades, como tomos hay en 12 gramos de carbono-12. Esta definicin no aclara a qu se refiere con cantidad de sustancia y su interpretacin es motivo de debates,[] aunque normalmente se da por hecho que se refiere al nmero de entidades, como parece confirmar la propuesta de que a partir del 2011 la definicin se base directamente en el nmero de Avogadro (de modo similar a como se define el metro a partir de la velocidad de la luz).[2]La ley de conservacin de la masa o ley de conservacin de la materia o ley de Lomonsov-Lavoisierseala que en toda reaccin qumica, la masa total se las sustancias reaccionantes no aumenta ni disminuye es decir la nasa total permanece constante.1 MOL de un elemento = 6.022 x 10tomos

1.2.4 LEYES PONDERALESEstas leyes reciben el nombre de ponderales por referirse al peso de las sustancias que reaccionan. Son leyes empricas.

1.2.4.1 Ley de conservacin de la masa o ley de Lavoisier. 1789ParaLavoisier los cambios en las sustancias no producan la creacin o destruccin de materia. Experimentalmente (utiliz y perfeccion la balanza) demostr que la suma de las masas de los reactivos es igual a la suma de las masas de los productos. " Durante un cambio qumico no existe cambio en la masa de los reactivos al convertirse en productos". " La materia no se crea ni se destruye, sino que se transforma".

1.2.4.2 Ley de las proporciones definidas a de la composicin constante o ley de Proust. 1801.Cuando dos o ms elementos o compuestos se combinan para formar un mismo compuesto determinado, lo hacen siempre en una proporcin en peso fija y constante. La composicin centesimal de cualquier compuesto se mantiene constante.1.2.4.3 Ley de Dalton de las proporciones mltiples. 1803

Las cantidades de un mismo elemento que se combinan con una cantidad fija de otro para formar varios compuestos estn en una relacin de nmeros enteros sencillos.Si dos elementos forman ms de un compuesto, las diferentes masas de uno de ellos que se combinan con la misma cantidad del otro, estn en una proporcin de nmeros enteros y sencillos.A + B Cx g y gA + B Dx g z gy/z = relacin de nmeros enteros y sencillos.

1.3.1 RENDIMIENTO TEORICO Y REAL DE UNA REACCION

Cantidad de producto puro que se obtiene en realidad de una reaccin dada. Comprese con rendimiento terico.Rendimiento tericoCantidad mxima de un producto especfico que se puede obtener a partir de determinadas cantidades de reactivos, suponiendo que el reactivo limitante se consume en su totalidad siempre que ocurra una sola reaccin y se recupere totalmente el producto. Comprese con rendimiento. El rendimiento terico es la cantidad calculada de producto que se puede obtener a partir de determinada cantidad de reactivo, de acuerdo con la ecuacin qumica.

1.3.2 PORCENTAJE DE RENDIMIENTO DE UNA REACCIONLa cantidad de producto que se obtiene si reacciona todo el reactivo limitante se denomina el rendimiento terico de la reaccin.La cantidad de producto que se obtiene realmente en una reaccin es el rendimiento realRendimiento real es generalmente menor que el terico

1.4.1 REACTIVO LIMITANTE

Cuando una reaccin se detiene porque se acaba uno de los reactivos, a ese reactivo se le llama reactivo limitante.Aquel reactivo que se ha consumido por completo en una reaccin qumica se le conoce con el nombre de reactivo limitante pues determina o limita la cantidad de producto formado.Reactivo limitante es aquel que se encuentra en defecto basado en la ecuacin qumica ajustada.EjemploFjese en la siguiente reaccin:2H2 +O2-> 2H2O

1.4.2 REACTIVOS EN EXESOEs la sustancia que participando una reaccin, sobra despus que la otra se consume totalmente. Es la inversa del reactivo limitante.

1.6 BALANCE DE MASA EN REACCIONES

En reacciones sucesivas, el producto de la 1 puede ser el reactivo de la 2, establecindose las sucesivas proporciones estequiomtricas, en las que el resultado de la 1 es dato de la 2 Ejemplo: Qu cantidad de CaC 2 se gastar en producir el acetileno (C 2 H 2 ) necesario para obtener por combustin 10 litros de CO 2 en condiciones normales? n = 0,44 moles de CO 2 Los moles de CO 2 : Los moles de C 2 H 2 : n = 0,22 moles de C 2 H 2 La obtencin de CO 2 La obtencin de C 2 H 2 2 C 2 H 2 + 5 O 2 4 CO 2 + 2 H 2 O 1 mol de CO 2 22,4 litros = n 10 litros CLCULOS EN REACCIONES SUCESIVAS 2 mol de C 2 H 2 = n 4 mol de CO 2 0,44 mol de CO 2 CaC 2 + 2 H 2 O C 2 H 2 + Ca(OH) 2 1 mol de CaC 2 = X 1 mol de C 2 H 2 0,22 mol de C 2 H 2 X = 0,22 moles de CaC 2

1.7 ESTEQUIOMETRIA CON REACCIONES SUCESIVAS

En reacciones sucesivas, el producto de la 1 puede ser el reactivo de la 2, establecindose las sucesivas proporciones estequiomtricas, en las que el resultado de la 1 es dato de la 2 Ejemplo: Qu cantidad de CaC 2 se gastar en producir el acetileno (C 2 H 2 ) necesario para obtener por combustin 10 litros de CO 2 en condiciones normales? n = 0,44 moles de CO 2 Los moles de CO 2 : Los moles de C 2 H 2 : n = 0,22 moles de C 2 H 2 La obtencin de CO 2 La obtencin de C 2 H 2 2 C 2 H 2 + 5 O 2 4 CO 2 + 2 H 2 O 1 mol de CO 2 22,4 litros = n 10 litros CLCULOS EN REACCIONES SUCESIVAS 2 mol de C 2 H 2 = n 4 mol de CO 2 0,44 mol de CO 2 CaC 2 + 2 H2 O C 2 H 2 + Ca(OH) 2 1 mol de CaC 2 = X 1 mol de C 2 H 2 0,22 mol de C 2 H 2 X = 0,22 moles de CaC 2

PROBLEMAS ESTEQUIOMTRICOS1)En un alto horno, el mineral de hierro, Fe2O3, se convierte en hierro mediante la reaccin:Fe2O3(s)+3 CO (g)----->2 Fe (l)+3 CO2(g)a)Cuntos moles de monxido de carbono se necesitan para producir 20 moles de hierro?b)Cuntos moles de CO2se desprenden por cada 10 moles de hierro formado?Solucin:a) 30 moles COb) 15 moles CO2

2)Carbonato de calcio se descompone por la accin del calor originando xido de calcio y dixido de carbono.a)Formula la reaccin que tiene lugar y ajstala.b)Calcula qu cantidad de xido de calcio se obtiene si se descompone totalmente una tonelada de carbonato de calcio.Solucin:560 kg CaO

3)Qu cantidad de gas cloro se obtiene al tratar 80 g de dixido de manganeso con exceso de HCl segn la siguiente reaccin?MnO2+4 HCl--->MnCl2+2 H2O+Cl2Solucin:62,24 g de Cl2

4)La sosa custica, NaOH, se prepara comercialmente mediante reaccin del NaCO3con cal apagada, Ca(OH)2. Cuntos gramos de NaOH pueden obtenerse tratando un kilogramo de Na2CO3con Ca(OH)2?Nota: En la reaccin qumica, adems de NaOH, se forma CaCO3.Solucin:755 g de NaOH

5)Cuando se calienta dixido de silicio mezclado con carbono, se forma carburo de silicio (SiC) y monxido de carbono. La ecuacin de la reaccin es:SiO2(s)+3 C (s)----->SiC (s)+2 CO (g)Si se mezclan 150 g de dixido de silicio con exceso de carbono, cuntos gramos de SiC se formarn?Solucin:100 g de SiC

6)Calcular la cantidad de cal viva (CaO) que puede prepararse calentando 200 g de caliza con una pureza del 95% de CaCO3.CaCO3--->CaO+CO2Solucin:107 g de CaO

7)La tostacin es una reaccin utilizada en metalurgia para el tratamiento de los minerales, calentando stos en presencia de oxgeno. Calcula en la siguiente reaccin de tostacin:2 ZnS + 3 O22 ZnO+ 2 SO2La cantidad de ZnO que se obtiene cuando se tuestan 1500 kg de mineral de ZnS de una riqueza en sulfuro (ZnS) del 65%. Datos: MZn= 65,4 u.; MS= 32,1 u.; MO= 16 u.Solucin:814,8 kg de ZnO

8)Qu masa, qu volumen en condiciones normales, y cuntos moles de CO2se desprenden al tratar 205 g de CaCO3con exceso de cido clorhdrico segn la siguiente reaccin?CaCO3+2 HClCaCl2+H2O+CO2Solucin:90,14 g; 45,91 litros; 2,043 moles

9)Se tratan 4,9 g de cido sulfrico con cinc. En la reaccin se obtiene sulfato de cinc e hidrgeno.a)Formula y ajusta la reaccin que tiene lugar.b)Calcula la cantidad de hidrgeno desprendido.c)Halla qu volumen ocupar ese hidrgeno en condiciones normales.Solucin:a) 0,1 g de H2b) 1,12 litros de H2

10)Qu volumen de hidrgeno medido a 30 C y 780 mm de Hg se obtiene al tratar 130 g de Zn con exceso de cido sulfrico?Solucin:48,18 litros de H2