Relaciones de masa en las reacciones químicas
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Relaciones de masa en las reacciones químicas Relaciones de masa en las reacciones químicas Presentation Transcript

  • Relaciones de masaen las reacciones químicas Capítulo 3Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.
  • El mundo microscópico: los átomos y las moléculas.El mundo macroscópico: los gramos. Masa atómica es la masa de un átomo en unidades de masa atómica (uma). Por definición: 1 átomo 12C “pesa” 12 uma En esta escala 1 H = 1.008 uma 16 O = 16.00 uma 3.1
  • El litio natural es : 7.42% 6Li (6.015 uma) 92.58% 7Li (7.016 uma) Masa atómica promedio del litio: 7.42 x 6.015 + 92.58 x 7.016 = 6.941 uma 100 3.1
  • Número atómico Masa atómica Masa atómica promedio (6.941) MetalesMetaloidesNo metales
  • El mol es la cantidad de una sustancia que contiene tantas unidades elementales comoátomos hay exactamente en 12.00 gramos de 12C 1 mol = NA = 6.0221367 x 1023 Número de Avogadro (NA) 3.2
  • huevos zapatosMasa molar es la masa de 1 mol de canicas en gramos átomos 1 mol 12C átomos = 6.022 x 1023 átomos = 12.00 g 1 12C átomo = 12.00 uma 1 mol 12C átomos = 12.00 g 12C 1 mol átomos de litio= 6.941 g de Li Para cualquier elemento masa atómica (uma) = masa molar (gramos) 3.2
  • 1 12C átomo 12.00 g 1.66 x 10-24 g x =12.00 uma 6.022 x 10 23 12 C átomos 1 uma 1 uma = 1.66 x 10-24 g or 1 g = 6.022 x 1023 uma Masa del Número de moles Número de átomoselemento (m) del elemento (n) del elemento (N) M = masa molar en g/mol NA = Número de Avogadro 3.2
  • ¿Sabe qué es la masa molar? ¿Cuántos átomos están en 0.551 g de potasio (K) ? 1 mol K = 39.10 g K 1 mol K = 6.022 x 1023 átomos K 1 mol K 6.022 x 1023 átomos K0.551 g K x x = 39.10 g K 1 mol K 8.49 x 1021 átomos K 3.2
  • Masa molecular (o peso molecular) es la suma delas masas atómicas (en uma) en una molécula. 1S 32.07 uma 2O + 2 x 16.00 uma SO2 SO2 64.07 uma Para cualquier elemento masa molecular (uma) = masa molar (gramos) 1 molécula SO2 = 64.07 uma 1 mol SO2 = 64.07 g SO2 3.3
  • ¿Sabe qué es la masa molecular? ¿Cuántos átomos H están en 72.5 g de C3H8O?1 mol C3H8O = (3 x 12) + (8 x 1) + 16 = 60 g C3H8O 1 mol C3H8O moléculas = 8 mol H átomos 1 mol H = 6.022 x 1023 átomos H 1 mol C3H8O 8 mol H átomos 6.022 x 1023 H átomos72.5 g C3H8O x x x = 60 g C3H8O 1 mol C3H8O 1 mol H átomos 5.82 x 1024 átomos H 3.3
  • Espectrómetro de masas Peso Luz Pantalla detectora Placas aceleradoras Haz de electronesuestraaseosa Luz Haz de iones Imán Filamento Peso KE = 1/2 x m x v2 v = (2 x KE/m)1/2 F=qxvxB 3.4
  • Composición porcentual de un elemento en uncompuesto = n x masa molar del elemento x 100% masa molar del compueston es el número de moles del elemento en 1 moldel compuesto 2 x (12.01 g) %C = x 100% = 52.14% 46.07 g 6 x (1.008 g) %H = x 100% = 13.13% 46.07 g 1 x (16.00 g) %O = x 100% = 34.73% 46.07 g C2H6O 52.14% + 13.13% + 34.73% = 100.0% 3.5
  • Etanol O2 no consumido CalorCombustión de 11.5 g de etanol Absorbente AbsorbenteProduce 22.0 g de CO2 y 13.5 g de H2O de H2O de CO2g CO2 mol CO2 mol C gC 6.0 g C = 0.5 mol Cg H2 O mol H2O mol H gH 1.5 g H = 1.5 mol Hg de O = g de muestra – (g de C + g de H) 4.0 g O = 0.25 mol O Fórmula empírica C0.5H1.5O0.25 Divida por el subíndice más pequeño (0.25) Fórmula empírica C2H6O 3.6
  • Una reacción química es un proceso en el cual una o más sustancias se cambian en una o más nuevas sustancias. Una ecuación química usa los símbolos químicos para mostrar lo que sucede durante una reacción química Tres maneras de representar la reacción de H2 con O2 para formar H2ODos moléculas de hidrógeno Una molécula de oxígeno Dos moléculas de agua reactivos productos 3.7
  • Cómo “leer” las ecuaciones químicas 2 Mg + O2 2 MgO2 átomos Mg + 1 molécula O2 produce 2 unidades de la fórmula MgO 2 moles Mg + 1 mole O2 produce 2 moles de MgO 48.6 gramos Mg + 32.0 gramos O2 produce 80.6 g de NO ES MgO 2 gramos de Mg + 1 gramo de O2 produce 2 g de MgO 3.7
  • Balance de ecuaciones químicas 1. Escriba la fórmula(s) correcta para los reactivos en el lado izquierdo y la fórmula(s) correcta para el producto(s) en el lado derecho de la ecuación.El etano reacciona con el oxígeno para formar dióxido de carbonoy agua C2H6 + O2 CO2 + H2O 2. Cambie los números delante de las fórmulas (los coeficientes) para hacer el número de átomos de cada elemento el mismo en ambos lados de la ecuación. No cambie los subíndices. 2C2H6 NO C4H12 3.7
  • Balance de ecuaciones químicas 3. Empiece balanceando esos elementos que aparecen sólo en un reactivo y un producto. C2H6 + O2 CO2 + H2O empiece con C o H pero no O 2 carbonos 1 carbono multiplicar CO2 por 2en la izquierda en la derecha C2H6 + O2 2CO2 + H2O 6 hidrógenos 2 hidrógenos multiplicar H2O por 3en la izquierda en la derecha C2H6 + O2 2CO2 + 3H2O 3.7
  • Balance de ecuaciones químicas4. Balancee esos elementos que aparecen en dos o más reactivos o productos. C2H6 + O2 2CO2 + 3H2O multiplicar O2 por 7 2 2 oxígenos 4 oxígenos 3 oxígenos = 7 oxígenos + en la izquierda (2x2) (3x1) en la derecha C2H6 + 7 O2 quite la fracción 2CO2 + 3H2O 2 multiplique ambos lados por 2 2C2H6 + 7O2 4CO2 + 6H2O 3.7
  • Balance de ecuaciones químicas5. Verifique para asegurarse de que tiene el mismo número de cada tipo de átomo en ambos lados de la ecuación. 2C2H6 + 7O2 4CO2 + 6H2O 4 C (2 x 2) 4C 12 H (2 x 6) 12 H (6 x 2) 14 O (7 x 2) 14 O (4 x 2 + 6) Reactivos Productos 4C 4C 12 H 12 H 14 O 14 O 3.7
  • Cambios de masa en las reacciones químicas Moles de Moles de reactivo producto Masa de Moles de Moles de reactivo reactivo producto Masa de Moles de Moles de Masa de reactivo reactivo producto producto1. Escriba la ecuación química balanceada.2. Convierta cantidades de sustancias conocidas en moles.3. Use los coeficientes en la ecuación balanceada para calcular el número de moles de la cantidad buscada.4. Convierta los moles de la cantidad buscada en las unidades deseadas. 3.8
  • El metanol se quema en el aire de acuerdo con la ecuación 2CH3OH + 3O2 2CO2 + 4H2O Si 209 g de metanol se agotan en la combustión, ¿qué masa de agua se produce?gramos CH3OH moles CH3OH moles H2O gramos H2O masa molar coeficientes masa molar CH3OH de la ecuación química H2O 1 mol CH3OH 4 mol H2O 18.0 g H2O 209 g CH3OH x x x = 32.0 g CH3OH 2 mol CH3OH 1 mol H2O 235 g H2O 3.8
  • Reactivos limitantesAntes del inicio de la reacción Después de completada la reacción Reactivo limitante 6 verdes agotados Reactivo en exceso 6 rojas sobre la izquierda 3.9
  • ¿Sabe qué son los reactivos limitantes? En un proceso, 124 g de Al reaccionan con 601 g de Fe2O3 2Al + Fe2O3 Al2O3 + 2Fe Calcular la masa de Al2O3 formada.g Al mol Al mol Fe2O3 g Fe2O3 necesitado necesitado Og Fe2O3 mol Fe2O3 mol Al g Al necesitado necesitado 1 mol Al 1 mol Fe2O3 160. g Fe2O3 124 g Al x x x = 367 g Fe2O3 27.0 g Al 2 mol Al 1 mol Fe2O3 Empiece con necesita 367 g Fe2O3 124 g Al Tiene más Fe2O3 (601 g) así el Al es reactivo limitante 3.9
  • Use el reactivo limitante (Al) para calcular la cantidad de producto que se puede formar. g Al mol Al mol Al2O3 g Al2O3 2Al + Fe2O3 Al2O3 + 2Fe 1 mol Al 1 mol Al2O3 102. g Al2O3124 g Al x x x = 234 g Al2O3 27.0 g Al 2 mol Al 1 mol Al2O3 3.9
  • El rendimiento teórico es la cantidad de productoque resultaría si todo el reactivo limitante reaccionara.El rendimiento real es la cantidad de productorealmente obtenida de una reacción. Rendimiento real % Rendimiento = Rendimiento teórico x 100 3.10