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Reaccion quimica III

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Concepto de Mol. Estequiometría. Cantidad de Sustancia, número de Avogadro.

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Reaccion quimica III

  1. 1. Reacción Química III Profesor Juan Sanmartín Física y Química • Concepto de mol • Estequiometría Reacción de la molécula Santiaguina (alcaloide)
  2. 2. El mol (símbolo: mol) es la unidad con que se mide la cantidad de sustancia, una de las siete magnitudes físicas fundamentales del Sistema Internacional de Unidades. Se define como un mol a la cantidad de esa sustancia (átomos , moléculas etc…) que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en doce gramos de carbono 12 (isótopo del carbono). La definición se basa directamente en el número de Avogadro. El número de unidades elementales (átomos, moléculas, iones, electrones, radicales u otras partículas o grupos específicos de estas) existentes en un mol de sustancia es, por definición, una constante que no depende del material ni del tipo de partícula considerado. Esta cantidad es llamada número de Avogadro (NA). Reacción Química Concepto de Mol Fuente .- wikipedia 23 A 10×291416,022=)(NAvogadrodeNúmero
  3. 3. Es decir, un mol de partículas corresponde a la cantidad indicada por el Número de Avogadro… Reacción Química Fuente .- wikipedia selementaleparticulas10×291416,022=mol1 23 Aproximaremos a… selementaleparticulas10×6,022=mol1 23 Ejemplo hierrodeátomos10×6,022=Fedemol1 23 42 23 42 SOHdemoléculas10×6,022=sulfúrico)(ácidoSOHdemol1 Repetimos, la cantidad de partículas en un mol es fija independiente de la naturaleza, masa o tamaño de las mismas igual que una docena es una cantidad fija de objetos o cosas.
  4. 4. Para obtener la masa que corresponde a un mol de un determinado elemento se ha de recurrir a la tabla periódica… Reacción Química La masa atómica de un elemento nos indica la cantidad de materia para 6,022x1023 átomos de ese elemento
  5. 5. La masa atómica de un elemento relativa es la masa media correspondiente a la cantidad de Avogadro de los isótopos de ese elemento teniendo en cuenta el % de existencia de cada isótopo. La masa atómica viene expresada en gramos/mol Reacción Química Au 196,9779 Oro g.197,97orodeátomos10×6,022=Audemol1 23  En el caso de una molécula se tienen que tener en cuanta las masas de cada uno de los elementos que la componen y la cantidad de los mismos presentes en la molécula. Será la masa molecular o peso molecular. La molécula de ácido sulfúrico(H2 SO4) contiene 2 átomos de hidrógeno (H), uno de azufre (S)y cuatro de oxígeno (O). Su masa molecular o peso molecular será… mol g98,0916,00432,071,012 (O)4M(S)M(H)M2Mm atómicaatómicaatómica)SO(H 42  
  6. 6. Reacción Química El concepto del mol es de vital importancia en la química, pues, entre otras cosas, permite realizar los estequiométricos indicando la proporción existente entre reactivos y productos en las reacciones químicas. Es decir, nos permite realizar los cálculos dentro de una reacción química cumpliendo las leyes ponderales. 322 O2Al3O4Al  En la formación del óxido de aluminio, cuatro átomos de aluminio reaccionan con 3 moléculas de oxígeno para dar dos moléculas de óxido de aluminio. Aluminio(Al)+ Oxígeno(O2) Óxido de Aluminio (Al2O3)
  7. 7. Reacción Química 322 O2Al3O4Al  Debido a que los átomos y moléculas son extraordinariamente pequeñas, los científicos han tenido que extrapolar a cantidades manejables. Multiplicando el número de átomos y moléculas por el Número de Avogadro se obtienen los moles que reaccionan y se producen en la reacción, así en… 322 O2Al3O4Al  4 moles de átomos de Aluminio reaccionan con 3 moles de moléculas de oxígeno y se obtienen 2 moles de moléculas de óxido de aluminio. Como veremos a continuación, las cantidades en moles son manejables en un laboratorio.
  8. 8. Reacción Química Si a partir de la tabla periódica obtenemos las masa atómicas de los elementos y calculamos la masa molecular cuando corresponda tenemos… 322 O2Al3O4Al  Como vemos al transformar los moles en gramos, la masa de los reactivos es igual a la masa de los productos. Se cumple la ley de conservación de la materia.                        g.92,032101,962)Omoles(Al2 mol g96,01100,16398,622)O(AlM 64,00g.32,002)moles(O3 mol g32,0016,002)(OM 107,92g.26,984moles(Al)4 mol g00,61(O)M mol g26,98(Al)M 32 32molecular 2 2molecular at at 203,92g96,00g107,92g O2Al3O4Al 322  
  9. 9. Operaciones: Reacción Química Mg 24,3112 Magnesio g.31,42Magnesiodeátomos10×6,022=Mgdemol1 23  La masa atómica de cada elemento se obtiene de la tabla periódica que nos indica los gramos que corresponde al una cantidad de átomos de ese elemento igual al Número de Avogadro El cálculo de la masa de la molécula de Cloruro de magnesio (MgCl2) se realizará a partir de las masa atómicas del magnesio (24,31g) y del cloro (35,45g) teniendo en cuenta la relación de átomos que existe en la molécula, un átomo de magnesio y dos de cloro. mol g21,5945,53231,42 (Cl)M2(Mg)MMm atómicaatómica)(MgO2  
  10. 10. Operaciones: Reacción Química molecularoatómicaMasa masa molesdenº  De forma recíproca, podemos obtener el número de moles que contiene una determinada cantidad de sustancia a partir de la masas atómicas o moleculares. Si partimos de 30 g del compuesto anterior (cloruro de magnesio), podemos obtener el número de moles de la siguiente manera. moles0,32 mol g95,21 30g M m moles 2 2 2 MgCl MgCl MgCl  A su vez podemos obtener el número de moléculas en 30 g de cloruro de magnesio ya que sabemos que cada mol contiene el número de Avogadro de ellas, de esta manera.... )MgClmoléculas(101,93 mol moléculas 106,022moles0,32 2 23MgCl23 MgCl 2 2 
  11. 11. Reacción Química Tenemos que tener en cuenta que cada molécula de cloruro de magnesio contiene 2 átomos de cloro y uno de magnesio. )MgClmoléculas(101,93 mol moléculas 106,022moles0,32 2 23MgCl23 MgCl 2 2  Por lo tanto, a partir del dato anterior, en 30 g de cloruro de magnesio tendremos…        Mgdeatomos101,93 Cldeatomos103,85 )MgClmoléculas(101,93 23 23 2 23 Recordamos que un mol contiene una cantidad fija de partículas correspondiente al número de Avogadro. En el caso de una molécula, los átomos que la componen estarán en relación a la proporción de ellos que indique la fórmula de la misma. Ver presentación de problemas y videos…
  12. 12. Reacción Química IV Profesor Juan Sanmartín Física y Química Estequiometría Reacción de la molécula Santiaguina (alcaloide)
  13. 13. En química, la estequiometría (del griego στοιχειον, stoicheion, 'elemento' y μετρον, métrón, 'medida') es el cálculo de las relaciones cuantitativas entre los reactivos y productos en el transcurso de una reacción química. Estas relaciones se pueden deducir nivel atómico y han de cumplir las leyes de conservación de la masa y la ley de proporciones definidas. Reacción Química Estequiometría Fuente .- wikipedia “La estequiometría es la ciencia que mide las proporciones cuantitativas o relaciones de masa de los elementos químicos que están implicados (en una reacción química)” Jeremias Benjamin Richter(1792) O(g)H6NO(g)4(g)O5(g)4NH 223  Los coeficientes estequiométricos de una reacción química nos indican las cantidades que intervienen y que se producen en dicha reacción para que se mantenga la cantidad de átomos, y por lo tanto materia en reactivos y productos.
  14. 14. El amoníaco se produce a partir de hidrógeno (H2) y nitrógeno (N2) según la siguiente reacción Nitrógeno (N2 ) + Hidrógeno(H2) Amoníaco (NH3) 322 NHHN  Reacción Química Como se puede comprobar en la imagen, en la parte correspondiente al producto nos falta átomos de nitrógeno y aparecen átomos de hidrógeno que no estaban en los reactivos. Tenemos que conseguir que ambos lados contengan el mismo número de átomos…y en eso consiste ajustar una reacción, conseguir los coeficientes estequiométricos que nos permitan cumplir las leyes ponderales.
  15. 15. De esta forma, multiplicando por tres las moléculas de hidrógeno y por dos las de amoníaco tenemos dos átomos de nitrógeno en los reactivos y en los productos y seis de hidrógeno en ambos. Nitrógeno (N2 ) + Hidrógeno(H2) Amoníaco (NH3) 322 2NH3HN  amoníacohidrógenonitrógeno 34g6g28g  productosreactivos 34g34g  Reacción Química Hemos ajustado la reacción. Y si pasamos los moles a gramos vemos que se cumple la ley de conservación de la materia. Tenemos los mismos gramos en reactivos que en productos.
  16. 16. En el caso de la reacción de formación del cloruro de hidrógeno... Cloro(Cl2 ) + Hidrógeno(H2) Cloruro de hidrógeno(HCl) HClHCl 22  Reacción Química Duplicando el número de moléculas de cloruro de hidrógeno en el producto se ajusta la reacción. Cloro(Cl2 ) + Hidrógeno(H2) Cloruro de hidrógeno(HCl) HCl2HCl 22 
  17. 17. Sulfato de hierro(Fe SO4) + Hidrógeno(H2) Azufre en (H2 SO4) + Hierro(Fe) 2442 HFeSOFeSOH  Reacción Química En la siguiente reacción de formación de una sal oxoácida (sulfato de hierro) a partir de ácido sulfúrico y hierro, comprobamos que los coeficientes estequiómetricos son 1. La reacción esta ajustada. En los reactivos tenemos cuatro oxígenos, dos hidrógenos, un azufre y un hierro…se mantienen las mismas cantidades en los productos.
  18. 18. ¿Cómo se ajusta una reacción? 222 222 222 222 4ClOH2O4HCl 2ClOH2O2HCl ClOHO2HCl ClOHOHCl        322 322 322 322 OAl2O3Al4 OAl2O3Al2 OAlOAl2 OAlOAl        Reacción Química Salvo en las ecuaciones REDOX a orden de ajuste es: I. Ajuste del metales II. Axuste de no metales III. Hidrógeno y oxígenos IV. Agua La ecuación tiene que quedar ajustada.
  19. 19. Antes de ajustar Ajustadas 22 HZnClHClZn  NaOHOHONa 22  22 COOC  OHOH 222  Reacción Química 22 HZnCl2HClZn  NaOH2OHONa 22  22 COOC  O2HO2H 222 
  20. 20. Fin de Tema Busca enlaces a otras páginas relacionadas con el tema en… www.juansanmartin.net Reacción Química

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