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Conceptos de mol soluciones y reacciones

Concepto de estequiometria.

Cálculos estequiometricos: relación peso-peso, relación peso-volumen reactivo limitante, reactivo en exceso, grado de conversión o rendimiento.

Cálculos estequiométricos A: unidades de medida usuales: átomo-gramo, mol-gramo, volumen-gramo molecular, número de Avogadro.

Reacciones químicas simples.

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.

Una disolución o solución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias. La sustancia disuelta se denomina soluto y está presente generalmente en pequeña cantidad en comparación con la sustancia donde se disuelve denominada disolvente o solvente.

Una reacción química es todo proceso químico en el cual dos o más sustancias (llamadas reactantes), por efecto de un factor energético, se transforman en otras sustancias llamadas productos. Esas sustancias pueden ser elementos o compuestos. Un ejemplo de reacción química es la formación de óxido de hierro producida al reaccionar el oxígeno del aire con el hierro. A la representación simbólica de las reacciones se les llama ecuaciones químicas.

La estequiometria es la sección de la química que estudia las relaciones cuantitativas entre los reactivos y los productos, en una reacción. Según la definición dada por Richter en el año 1792, la estequiometria es la ciencia que mide las relaciones entre las masas, o, dicho de otra manera, las proporciones cuantitativas en los elementos químicos implicados en una reacción. En las reacciones químicas, los reactivos se combinan para formar productos. En las sustancias que intervienen, la reacción sucede a nivel atómico, es decir que los átomos de los reactivos rompen sus enlaces y forman nuevos enlaces para formar productos, pero siempre se conservan. Esta es la ley estequiometria de la conservación de las masas, que implica que el número de átomos en los reactivos es igual al número de átomos en los productos, y que la carga total también debe ser la misma, en reactivos y en productos.

leyes de la estequiometria

Ley de la conservación de la materia

Ley de las proporciones constantes

Ley de las proporciones equivalentes o recíprocas (Richter 1792)

Ley de la conservación de la masa de Lavoisier

Esta Ley fue postulada por Antonie Lavoisier después de realizar varios experimentos en los cuales la cantidad de masa de las sustancias constituyentes era igual al de las sustancias obtenidas de la masa de las sustancias obtenidas después del cambio químico sufrido.

Por lo que su ley dice: la materia no se crea ni se destruye, solo se transforma.

Una de las observaciones fundamentales de la química moderna hecha por Joseph Proust, la ley de las proporciones constantes, dice: "Cuando se combinan dos o más elementos para dar un determinado compuesto, siempre lo hacen en una relación de masas constantes”. Eso significa que siempre va a ser igual el porcentaje de cada uno de los elementos no importando si solo se combinan 10 g o 1000 g; esta ley se utiliza cuando hay un reactivo ilimitado en la naturaleza.

"Si dos elementos se combinan con cierta masa fija de un tercero en cantidades a y b, respectivamente, en caso de que aquellos elementos se combinen entre sí, lo hacen con una relación de masas a/b, o con un múltiplo de la misma. Es decir, siempre que dos elementos reaccionan entre sí, lo hacen equivalente a equivalente o según múltiplos o submúltiplos de estos."

En toda reacción química la masa se conserva, esto es, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos. Es una de las leyes fundamentales en todas las ciencias naturales, La podemos enunciar de la siguiente manera: la ley de la conservación de la masa dice que en cualquier reacción química la masa se conserva, es decir, la masa y materia no se crea, ni se destruye, solo se transforma

Relaciones mol-mol.

Relaciones peso-peso.

Volumen - volumen

Reactivo limitante.- El que se encuentra en menor cantidad en una reacción química y de ella depende la cantidad de producto obtenido.

Reactivo en exceso.- Sustancia que se encuentra en mayor cantidad y que cuando reacciona toda la sustancia limitante, existe una cantidad de ella que no participa en la reacción; es decir es un sobrante en la reacción

En este tipo de relación la sustancia dato se da en unidades de moles y la sustancia incógnita tambien se pide en unidades de moles.

Ejemplo ¿Cuántas moles de metano (CH4) reaccionando con suficiente oxígeno(O2) se necesitan para obtener 4 moles de agua(H2O). X mol 4 mol CH4 + 2 O2 à CO2 + 2 H2O 1 mol 2 mol La ecuación nos indica que con un mol de metano se obtienen dos moles de agua por lo que se establece la relación. X mol CH4 ----------- 4 mol H2O 1 mol CH4 ----------- 2 mol H2O X= (1 mol CH4 ) (4 mol H2O) 2 mol H2O X = 2 mol CH4 Esto significa que se necesitan 2 moles de metano para producir 4 moles de agua

Las llamadas relaciones estequiometrias dependen de la manera en que se plantea el problema, es decir de las unidades en que se da la sustancia dato del problema y de las unidades en que se requiere o pide la sustancia incógnita (dato que se desconoce y se pide calcular).

Unidades de medida Masa = gramos, kilogramo o mol Volumen = L, ml, m3, cm3

Átomo-gramo: Cantidad de sustancia que contiene el peso atómico Molécula-gramo del elemento expresado en gramo.

Mol-gramo Es un número de moléculas contenidas en la molécula-gramo o el peso molecular de una sustancia expresada en gramos.

Volumen-gramo: Es el volumen que ocupa una mol de un gas en condiciones normales de temperatura y presión*, y es igual a 22.4 1/mol.

Volumen gramo molecular: Es el volumen que ocupa una mol de un gas en condiciones normales de temperatura y presión*, y es igual a 22.4 1/mol.

El número o constante de Avogadro NA —por Amedeo Avogadro— es una constante utilizada en química y física para establecer una relación entre la masa o el volumen y la cantidad de materia. Se define originalmente como «la cantidad de átomos de carbono-12 contenidos en 12 gramos de este elemento». El valor recomendado para NA en 2002 por CODATA es: NA = (6,0221415 ± 0,0000010) × 1023 mol−1.

Una reacción química, cambio químico o fenómeno químico, es todo proceso termodinámico en el cual una o más sustancias (llamadas reactantes o "reactivos"), se transforman, cambiando su estructura molecular y sus enlaces, en otras sustancias llamadas productos. Los reactantes pueden ser elementos o compuestos.

Acido-base.

Una reacción ácido-base o reacción de neutralización es una reacción química que ocurre entre un ácido y una base produciendo una sal y agua. La palabra "sal" describe cualquier compuesto iónico cuyo catión provenga de una base (Na+ del NaOH) y cuyo anión provenga de un ácido (Cl- del HCl).