Reacción

Química III

Profesor Juan Sanmartín

Física y Química

• Concepto de mol

• Estequiometría

Reacción de la molécula

Santiaguina (alcaloide)

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

23A 10 ×29 141 6,022 = )(N Avogadrode Número

Es decir, un mol de partículas corresponde a la cantidad indicada por el

Número de Avogadro…

Reacción Química

Fuente .- wikipedia

selementale particulas10 ×29 141 6,022 = mol 1 23

Aproximaremos a…

selementale particulas10 × 6,022 = mol 1 23

Ejemplo

hierro de átomos 10 × 6,022 = Fe de mol 1 23

4223

42 SOH de moléculas 10 × 6,022 = sulfúrico) (ácido SOH de mol 1

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.

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

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

Au196,9779

Oro

g. 197,97oro de átomos 10 × 6,022 = Aude mol 1 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…

molg98,0916,00432,071,012

(O)4M(S)M(H)M2Mm atómicaatómicaatómica)SO(H 42

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)

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.

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(Al 2

molg96,01100,16398,622)O(AlM

64,00g.32,002)moles(O 3

molg32,0016,002)(OM

107,92g.26,984moles(Al) 4

molg00,61(O)M

mol

g26,98(Al)M

32

32molecular

2

2molecular

at

at

203,92g96,00g107,92g

O2Al3O4Al 322

Operaciones:

Reacción Química

Mg24,3112

Magnesiog. 31,42Magnesio de átomos 10 × 6,022 = Mg de mol 1 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.

molg21,5945,53231,42

(Cl)M2(Mg)MMm atómicaatómica)(MgO2

Operaciones:Reacción Química

molecular o atómicaMasa

masamoles denº

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.

moles 0,32

molg95,21

30g

M

mmoles

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(101,93mol

moléculas106,022moles 0,32 2

23MgCl23MgCl

2

2

Reacción Química

Tenemos que tener en cuenta que cada molécula de cloruro de magnesio

contiene 2 átomos de cloro y uno de magnesio.

)MgClmoléculas(101,93mol

moléculas106,022moles 0,32 2

23MgCl23MgCl

2

2

Por lo tanto, a partir del dato anterior, en 30 g de cloruro de magnesio

tendremos…

Mg de atomos101,93

Cl de atomos103,85)MgClmoléculas(101,93

23

23

223

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…

Reacción

Química IV

Profesor Juan Sanmartín

Física y Química

Estequiometría

Reacción de la molécula

Santiaguina (alcaloide)

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.

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.

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.

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

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.

¿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.

Antes de ajustar

Ajustadas

22 HZnClHClZn

NaOHOHONa 22

22 COOC

OHOH 222

Reacción Química

22 HZnCl2HClZn

NaOH2OHONa 22

22 COOC

O2HO2H 222

Fin de Tema

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