Mtodo Algebraico para la igualacin de Ecuaciones qumicas

Este mtodo es un proceso matemtico que consistente en asignar literales a cada una de las especies , crear ecuaciones en funcin de los tomos y al resolver las ecuaciones, determinar el valor de los coeficientes.Ecuacin a balancear:FeS + O2 ( Fe2O3 + SO2Los pasos a seguir son los siguientes:1. Escribir una letra, empezando por A, sobre las especies de la ecuacin:|A | |B | |C | |D ||FeS |+ |O2 | |Fe2O3 |+ |SO2 |

2. Escribir los elementos y para cada uno de ellos establecer cuntos hay en reactivos y en productos, con respecto a la variable. Por ejemplo hay un Fe en reactivos y dos en productos, pero en funcin de las literales donde se localizan las especies (A y C) se establece la ecuacin A = 2C .El smbolo produce (() equivale al signo igual a (=). Fe A = 2C S A = D O 2B = 3C + 2D3. Utilizando esas ecuaciones, dar un valor a cualquier letra que nos permita resolver una ecuacin (obtener el valor de una literal o variable) y obtener despus el valor de las dems variables. Es decir se asigna un valor al azar (generalmente se le asigna el 2) a alguna variable en una ecuacin, en este caso C = 2 , de tal forma que al sustituir el valor en la primera ecuacin se encontrar el valor de A. Sustituyendo el valor de A en la segunda ecuacin se encuentra el valor de D y finalmente en la tercera ecuacin se sustituyen los valores de C y D para encontrar el valor de B.A | |B | |C | |D | |FeS |+ |O2 | |Fe2O3 |+ |SO2 | | Fe A = 2C S C =2 A= D 2B = 3C + 2D S A = D A= 2C D = 4 2B = (3)(2) + (2)(4) O 2B = 3C + 2D A= 2(2) 2B = 14 A = 4 B = 14/2 B = 74. Asignar a cada una de las especies el valor encontrado para cada una de las variables:A | |B | |C | |D | |4 FeS |+ |7 O2 | |2Fe2O3 |+ |4SO2 | |Mtodo Algebraico para igualar Ecuaciones QumicasReglas:

1.- Escribir correctamente La ecuacin qumica.2.- Colocar letras minsculas del abecedario antes de cada frmula qumica que conforman la reaccin qumica.3.- Formar las ecuaciones algebraicas para cada uno de los elementos presentes en la reaccin qumica.4.- Resolver las ecuaciones algebraicas propuestas por cualquier mtodo matemtico. *(Dar valor de la unidad a una de las letras; de tal forma que permita sacar las otras).

Ejercicios: Balancear la ecuacin qumica:

Trisulfuro de hierro + Oxigeno molecular Anhdrido Sulfuroso + Oxido Ferrico1) FeS3 + O2 SO2 + Fe2O32) a FeS3 + bO2 cSO2 +dFe2O33) Fe: a= 2d S: a= c O: 2b= 3d + 2c4) a= 1 1= 2d d=1/2 3(1)=c c=3 2b=2c+3d b=15/4a= 1*4=4b= 15/4*4=15c=3*4=12d=1/2*4=24FeS3 +15 O2 12SO2 + 2Fe2O3Fe: 4 4 S: 12 12 O: 30 30

EstequiometriaFecha: 8, de diciembre del 2010

La estequiometria hace referencia a los clculos matemticos que se realizan en las ecuaciones qumicas balanceadas, con el objeto de determinar las cantidades de reaccionantes y productos de la reaccin en ella presente.Generalmente la unidad necesaria para los clculos es la MOL o el MOL que es una unidad de clculo.

Reactivo lmite y Reactivo en exceso:

Reactivo lmite: Es aquel que se agota totalmente en el proceso de la reaccin. Reactivo exceso: Es aquel que sobra luego del proceso de la reaccin.

Problemas de Aplicacin

Para resolver los problemas de reactivos lmite y exceso generalmente seguimos los siguientes pasos:

1) Se iguala la ecuacin qumica.2) Se realiza una comparacin entre los reactivos y los productos obtenidos en Moles o en Gramos.3) Analizar los resultados y determinar cual es el reactivo lmite y reactivo exceso.

Ejemplos:

a) Para obtener sulfuro de Zinc se hacen reaccionar 240 gr. De Zinc con 130 gr. de Azufre. Cul es el reactivo lmite y reactivo en exceso? 1) Zn + S ZnS2) 65gr. 32gr. 97gr.S: 32gr. Zn 240gr.Zn: S 130gr. 240gr. X=

x= 118,1 gr. (S) Reactivo en Exceso130gr.(S) 188,1gr.(S) =11,84gr.

3) 65gr 32gr X 130grX=X= 264,06gr Reactivo lmite264,06gr 240gr = 24,06gr(Zn)b) Se hacen reaccionar 15gr de hidrxido de sodio con 17gr de acido clorhdrico para producir agua y cloruro de sodio. Cul es el reactivo en exceso y cul es el limitante? Cuntos gramos de cloruro de sodio se obtiene?

DATOS15gr =NaOH (Hidrxido de sodio) Na= 23gr17gr =HCl (Acido clorhdrico) O= 16gr =H2O (Agua)H= 1gr =NaCl (Cloruro de sodio)Cl= 35gr

1) NaOH + HCl NaCl + H2O 40gr 36gr 58gr 18gr 15gr x

X= X= 13,5 gr Reactivo en exceso17gr 13,5gr = 3,5gr(HCl)

2) 40gr 36gr X 17gr

X=

X= 18,8gr(NaOH) Reactivo lmite18,8gr 15gr = 3,8gr faltanteNOTA: Para calcular el rendimiento utilizamos el reactivo lmite

RendimientoFecha: 9, de diciembre del 2010

El reactivo lmite es aquel que determina el rendimiento en una reaccin qumica (proceso qumico).Cuando se consume el 100% de reactivo lmite estamos frente a la culminacin del proceso.Podemos considerar dos tipos de rendimiento:

a) Rendimiento terico: nos indica el 100% de la produccin.b) Rendimiento experimental o real: nos informa cuanto se produjo en el proceso realmente. El rendimiento es menor al 100%.

Ejemplo:En un caldero se queman 200gr de caliza (carbonato de calcio) y se produjo CO2 y xido de calcio. El residuo slido de xido de calcio pesa 80gr. Cul fue el porcentaje de rendimiento de la reaccin?

CaCo3 CO2 + CaO 1) 100gr 56gr 200gr x Pesos moleculares CaCO3 CaOCa: 40grC: 12grO3: 16gr x 3Peso: 100gr

X= 112gr CaO R. terico

2)% Rendimiento=

R. Experimental= 80

%R= x 100 %R= 71,42 Rendimiento

PurezaEn los procesos qumicos es necesario que la materia prima sea de pureza total, para obtener productos totales de calidad (100% puros). De ah la necesidad de conocer la manera de determinar las impurezas presentes para lograr resultados ptimos en la produccin.

Problemas de Aplicacin1) Qu peso de cloruro de sodio se obtiene a partir de 50 gramos de Hidrxido de sodio al 90% de riqueza al reaccionar con cido clorhdrico.

NaOH + HCl NaCl + H2Opesos moleculares NaOHNa=23gO = 16g.H = 1g.Peso: 40g

50 g.100%X90%

X= 45 g. (NaOH)

NaOH + HCl NaCl + H2O40g.58g45g.xX= 65,25g. (NaCl)

2) Se hace reaccionar cobre 2 con cido clorhdrico para obtener la sal cloruro cprico e hidrgeno gaseoso. Si se dispone 140g. de cobre y 76 g. de cido clorhdrico. Cules son los reactivos en exceso y limitante?

HCLH = 1gCl = 35gPeso: 36g

Cu + 2HCl CuCl2 + H2pesos moleculares

64g 134g140gx

X = 293,1g

3) En una fbrica de cermica se procesan 500g. de Carbonato de Calcio sometindole a calor. Producto de esta operacin se obtiene xido de calcio y anhdrido carbnico. El xido de calcio producido pesa 170g. Cul fue el porcentaje de rendimiento de este proceso qumico?

CaCO3Ca=40 grC=12 grO3= 16gr *3Peso= 100gr

CaCO3 CaO + CO2 pesos moleculares

500gr x100gr56gr

X=280gr R. terico

=

= 60% de rendimiento

Lquido Slidos y GasesFecha: 5, de enero del 2011Propiedades de los lquidos:Los lquidos tienen las siguientes propiedades:Volumen constante.Forma variable (adopta la del recipiente).Incompresibles (no se comprimen sino en una inapreciable cantidad, ya que sus molculas se encuentran muy cercanas).Difusin (es lenta)Evaporacin (paso del estado lquido a vapor por aumento de energa cintica de la molculas debido al aumento de la temperatura.

Presin de vapor en equilibrio Cuando a un lquido que se encuentra en un recipiente cerrado, se le aumenta la temperatura la energa cintica de sus molculas hace que estas choquen contra las paredes del recipiente produciendo la llamada presin de vapor. Ahora cuando la presin de las molculas que se transforman en vapor, se equilibran con la presin de las que regresan en estado lquido, decimos que se ha llegado a una presin de vapor en equilibrio.Punto de ebullicin.Ocurre cuando por accin de la temperatura aumenta la energa cintica de las molculas pasando al estado de vapor.Propiedades de los slidos.Tienen forma propiaVolumen constante debido a la cohesin molecular.

Divisin de los slidos Los slidos se dividen en:1.Slidos cristalinos 2.Slidos amorfosSlidos cristalinos: son aquellos que tienen formas geomtricas determinadas. Tales como: cbicos, tetraedros, prismticos, hexagonales.Slidos amorfos: son los que no tienen una forma definida.Calentamiento de un slido: Al suministrar temperatura a un slido ocurre que las molculas e iones, aumentan su movilidad y por tanto su energa cintica inclusive pudiendo pasar en algunos casos al estado lquido y gaseoso.Propiedades de los gases.Fecha: 6, de enero de 2011Los gases tienen las siguientes propiedades:Forma variable.Volumen variable.Muy compresibles.Baja densidad.Sus molculas estn separadas.Se comportan de una manera muy sencilla comparados con otros estados de la materia.Los gases pueden ser interpretados, mediante las siguientes magnitudes (P) presin(T) temperatura(V) volumen

Escalas de temperaturas y leyes de los gases.

Escalas relativas son:Centgrada o Celcius CFarenheit.La escala centgrada fija el punto de congelacin del agua en 0Cy el punto de ebullicin en 100 grados. La escala Farenheit fija el punto de congelacin den 32 grados y el de ebullicin en 212 grados.Escalas absolutas son: Kelvin (K)Rankine (R)La escala kelvin, fija el punto de congelacin del agua en 273K y el punto de ebullicin en 373 K.El punto de congelacin del agua en la escala rankine es de 432R y de ebullicin es 672 RCero Absoluto.Se llama as a la temperatura de 273 C en la escala centgrada y 0K.En la escala Farenheit el 0 absoluto es -470F y en la escala Rankine corresponde 0R.Conversin de las escalas de temperatura. 1) C / 100 = F-32 / 1802) K = C + 2733)R = F + 460Ejercicios:Convertir 20C en F.20C / 100 = F 32 / 180180 (20C) = 100(F 32)3600C = 100F 3200100F = 3600CPresin atmosfrica.Concepto: es el peso de una masa de aire sobre un punto determinado de la tierra.P = F/APresin normal:Es la presin presente al nivel del mar y que corresponde a una atmsfera. 760 mm de mercurio.Conversin de una atmsfera (Factores)1 atmsfera = 76cm. de mercurio 1 = 760 mm. de mercurio 1 = 14,7 libra/pulg21 = 1033,22g/cm21 = 1,03322 kg/cm2Fecha: 14 de enero de 2011Transforma r 20C a KK = C + 273K = 20 + 273K = 293Transformar 50F a CTransformar 25C a RC/5 = F 32/9C/5 = F - 32/9C = (F - 32)(5)/99(C/5) = F 32C = (50 32)(5)/99(25/5) + 32 = FC = 1077 = FConvertir -4C a FR = F + 460C/5 = F 32/9R = 77 + 4609(C/5) = F 32R = 5379 (-4/5) + 32 = FF = 28,8Convertir la presin normal de 76cm. de mercurio a Dinas/cm21cm. de Hg. = 1,3322684x104 Dinas/cm276cm.HgX1,3322684x104X = 1013252,398 Dinas/cm2

Fecha: 19 de enero de 2011Ley de los gasesSon tres leyes bsicas:1.Ley de Boile-Mariotte2.Ley de Charles 3.Ley de Gay-Lussac1.- Ley de Boile- Mariotte:Enunciado: Toda masa gaseosa que se encuentre a temperatura constante, su volumen vara inversamente proporcional a la presin.Frmula matemtica:V 1/PV= K/PVP = KV1P1 = V2P2T = ConstanteV1 / V2 = P2 /P1Ley Isotrmica2.- Ley de Charles.Enunciado: a presin constante toda masa gaseosa, el volumen vara directamente proporcional a la temperatura absoluta. V TV = KTK = V/TV1 / T1 = V2 /T2P = constante Ley Isobrica.3.- Ley de Gay-Lussac:Enunciado: a volumen constante, en toda masa gaseosa la presin vara directamente proporcional a la temperatura absoluta. P TP = KTK = P/TP1 / T1 = P2 /T2V = constante Ley Isomtrica o Isocrica.Ecuacin combinada de los gases.Hace referencia a la relacin existente entre las leyes de Boyle Mariotte, Charles y Gay Lussac, y se expresa matemticamente de la siguiente forma. P1 V1 / T1 = P2V2 / T2Equivalencias:P1 = Presin InicialP2 = Presin finalT1 = Temperatura InicialT2 = Temperatura finalV1 = Volumen InicialV2 = Volumen finalK = constante.Ejercicios.1.- La presin que se ejerce sobre 50l. de un gas aumenta desde 20 atm. Hasta 80 atm. Calcular el volumen final si la temperatura permanece constante. DATOS:V1 = 50 ml.P1 V1 = P2V2 P1 = 20 atm. V2 = P1V1 / P2P2 = 80 atm.V2 = 50 l. x 20 atm.V2 = ? 80 atm.T = constante.V2 = 12,5 l.

2.- Un gas ocupa el volumen de 1,5l. en condiciones normales. Determine el volumen que ocupar a 300C y a la presin de 25 atm.

DATOS:V1 = 1,50 l.condiciones normales: 0C + 273 = 273K y 1 atm. P1 = 1 atm. P1 V1 /T1 = P2V2/T2T1 = 273C V2 = P1V1T2/T1P2P2 = 25 atm.V2 = 1 atm x 1,5l. x 573K V2 = ? 273K x 25 atm.T = 300C + 273 = 573C V2 = 0,12l. = 120ml.

3.- Una masa gaseosa a 20C tiene una presin de 800 mmHg. Calcular la nueva temperatura cuando la presin se reduce a 600 mmhg. Y el volumen permanece constante. P1 = 800 mmHg. P1 /T1 = P2/ T2T1 = 293C T2 = P2T1/P1P2 = 600 mmHg.T2 = 600mmHg x 293K 800mmHg.T2 = ?T2 = 219,75 K

Fecha: 27 de enero de 2011Ley de densidad de los gases.Los gases obedecen a la siguiente regla, en cuanto a la densidad o peso especfico la densidad de los gases vara inversamente a la temperatura absoluta y directamente a la presind1 P1 / T1 = d2 P2 / T2 Ejemplos:1.- Un gas tiene la densidad de 1,42 g/l. a 20C y 1,5 atm. A partir de estos datos determinar la densidad en condiciones normales.Datos:d1 = 1,42g/l.d1 P1 / T1 = d2 P2 / T2 T1 = 20Cd2 = d1 P1 T2 /T1 P2 P1 = 1,5 atm.d2 = (1,42g/l.)(1,5 atm.) (273K)d2 = ?(273K)(1atm)T2 0C + 273 = 273Kd2 = 1,984 g/l.P2 = 1atm.

2.- La densidad del oxgeno es 1,430g/l. en condiciones normales. Determinar la densidad del oxgeno a 25C y 700 mmHg.Datos:d1 = 1,430 g/l.d1 P1 / T1 = d2 P2 / T2 T1 = 273 Kd2 = d1 P1 T2 /T1 P2 P1 = 1 atm.d2 = (1,430 g/l.)(700 mmHg.) (298K)d2 = ?(273K)(760 mmHg)T2 = 25K + 273K = 298K.d2 = 1,69 g/l.P2 = 700 mmHg.

Densidades de los gases.

Fecha: 2 de febrero de 2011Ley de Dalton presiones parciales.En cualquier masa gaseosa la presin es igual a la suma de las presiones parciales. Pt = P1 + P2 + P3 Ejemplo:1.- un compuesto gaseoso contiene el 40% de cloro, el 35% de oxgeno y el 25% de carbono. Determine la presin parcial de cada gas a la presin total de 760 mmHg. DATOS:Pt = 760 mmHg. = 1atm.Razonamiento.P1 = ?1) cloro : 40%P2 = ?Oxgeno: 35 %P3 = ?Carbono: 25%

760mmHg.100%760 mmHg.100%X40%X35%

X = 760mmHg x 40%X = 760mmHg x 35%100 %100%X = 304 mmHg.X = 266 mmHg.

760mmHg.100%X25%X = 760mmHg x 25%100 %X = 190 mmHg.Pt =304 + 266 + 190 = 760 mmHg.Problemas de gases hmedos Cuando se trata de resolver problemas de gases hmedos la ley de Dalton dice: la presin de un gas seco es igual a la presin total de la mezcla gaseosa menos la presin de vapor de agua de dicha temperatura. 1.- Se recogi un gas sobre agua a 30C, el volumen de gas recogido es de 80 ml. y la presin de 800 mmHg. Calcular el volumen de gas seco en condiciones normales. Presin de vapor de agua a 30C es igual a 31,82 mmHg.a) determinar la presin del gas seco:Presin del gas seco = 800 mmHg. 31,82 mmHg.Presin del gas seco = 768,18 mmHg.

b) determinacin del volumen a partir de la ecuacin general de los gases.Datos:P1 = 768,18 mmHg.Razonamiento: V1 = 80 ml.P1 V1 / T1= P2V2 /T2T1 = 30C + 273 = 303K V2 = P1V1T2 /P2T1P2 = 760 mmHg.V2 = 72,8 ml.T2 = 0C + 273 = 273K

2.- Una muestra de oxgeno hmedo, que ocupan 400 ml. a 20C a una presin de 790 mmHg., est saturado de vapor y de agua. Calcular el volumen ocupado por el oxgeno seco a 30C y 700 mmHg. Presin de vapor de agua a 29C = 17,5 mmHg.Presin del gas seco:790 mmHg. 17,5 mmHg. = 772,5 mmHg.Datos P1 = 772,5 mmHg.Razonamiento: V1 = 400 ml.P1 V1 / T1= P2V2 /T2T1 = 20C + 273 = 293KV2 = P1V1T2 /P2T1P2 = 700 mmHg.V2 = 459,59 mlT2 = 30C + 273 = 303K17,5 mmHg.100%X70%

X = 12,25 mmHg

Ejercicos propuestos de recapacitacin

PROBLEMA 1: un gas tiene 400 ml cuando su presion es 650mm de Hg calcular el nuevo volumen cuando la presion se eleva a 740mm de Hg, a temperatura constante

DATOS: RAZONAMIENTO: V1 = 400 ml V1P1 = V2 P2V2 = ? V2 = V1P1/P2P1 = 650 mm de Hg V2 = 400ml * 650mm de Hg / 740m de hgP2 = 740 mm de Hg V2 = 351,35ml

PROBLEMA 2: Un volumen de 480 cm3 de oxigeno se recolecto a 25 g C . Si la precion permanese constante cual sera el nuevo volumen a 150 g C

DATOS:V1= 480 cm3

PROBLEMA 3: un tanque metalico contiene un gas a 30g C y a la precion de 800 ml de Hgcalcular la nueva precion cuando la temperatura esta a 120 gC y el volumen permanece constante una masa gaceosa esta representada por los siguientes porsentajes 50% de oxigeno 25% de nitrgeno y 25% de hidrogeno . Calcular la precion parcial de cada gas y la presion total de 760 mm de Hg

PROBLEMA 4 : una masa gaceosa esta representada por los siguientes porsentajes 50% de oxigeno 25% de nitrgeno y 25% de hidrogeno . Calcular la precion parcial de cada gas y la presion total de 760 mm de Hg

PROBLEMA 5 :En el interior de una habitacion se han difundido 900cm3 de gas sulfuroso durante media hora . Calcular el tiempo ke demora en difundirse 300cm3 de gas metano

PROBLEMA 6: en igualdad de condiciones se difunden 2 litros de gas sulfuroso de densidad 2,93 g/l durante media hora . Calcular el tiempo que demora en difundirse 4 litros de cloro, cuya densidad es 3,24 g/l

Problema 7 : para expulsar el gas carbonico de un deposito senesesitan 8 minutos , cual es el tiempo que se tardara el deposito si estuviera lleno de gas sulfuroso y las mismas condiciones anteriores

PROBLEMA 8: el metano CH4 se difunde atrabes de una abertura a una velocidad de 140 ml por segundo. A que velocidad se difundira el gas sulfuroso atrabes de misma abertura y en condiciones semejantes