4. Leyes Ponderales y Cantidad de Sustancia

8/18/2019 4. Leyes Ponderales y Cantidad de Sustancia

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Fundamentos deestequiometría


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Antecedentes históricos

El concepto estequiometría fue ideado por

el científico alemán Benjamin Richter paracuantificar las proporciones ponderales (enmasa) con que se combinan los elementosal formar sustancias


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Hipótesis de Dalton

1. Un compuesto está formado por unnúmero fijo de átomos de sus elementoscomponentes (Ley de proporcionesdefinidas)

2. La masa de una molécula será la suma delas masas de sus átomos

3. La masa atómica de un elemento en todossus compuestos es la misma (Ley de lasproporciones recíprocas)


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Hipótesis de Dalton

4. Cuando dos elementos se unen formandomás de un compuesto y dando lugar a

sustancias con distintas proporcionesponderales, estas proporciones guardan unarelación de números enteros sencillos (Leyde proporciones múltiples)

Composición fija de los compuestos

¿Cuál es su masa?


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Amadeo Avogadro, 1811

En condiciones normales detemperatura y presión,

volúmenes iguales de gasesdiferentes, contienen elmismo número de moléculas

2H2 (g) + O2 2H2O


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La teoría atómico-molecular y la necesidad de poder contar macroscópicamente las

partículas dio origen a la magnitud

Cantidad de


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Cantidad de sustancia

Es una magnitud extensiva, permitecuantificar entidades elementales como

átomos, moléculas, iones o electrones,partículas que se encuentran en enormescantidades.

Cuantificamos macroscópicamente laspartículas de forma indirecta a través deotras magnitudes.


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Relación con otras magnitudes

Cantidad de sustancia

(n)

Masa (m)

n = m/M

Número deEntidades

elementales (N)

Volumen (V)

n = N/NA

n = V/Vm


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Unidad: mol

Un mol es la cantidad de sustanciade un sistema que contiene tantas

entidades elementales como átomoshay en 0.012 kg de carbono-12. Sus

entidades deben especificarse ya quepueden ser átomos, moléculas, iones,electrones u otras partículas


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Número de entidadeselementales (N)

Representa el número de partículas de unasustancia determinada

NA = constante de Avogadro

= 6.02 x 1023

n = N/NA


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¿qué tan grande es?

602,000,000,000,000,000,000,000

Extinción de losdinosaurios (años)

Agua en los océanos (L)

Edad de latierra (seg)

Población de la tierra

Radio de la Vía Láctea (m)

Distancia

tierra-sol (cm)


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¿dónde tenemos6.022 x 1023 átomos?

26.98 g aluminio

196.97 g oro

55.85 g hierro

32.06 g azufre

10.81 g

boro

131.30 g xenón


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Masa (m)

Masa relativa: es la masa que contienentodos los elementos en relación con la

masa del carbono-12

masa relativa Ba = 137.3

masa relativa I = 126.9

adimensional


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Masa molar (m)

Masa molar (M) se expresa en unidadesde masa por cantidad de sustancia

MBa = 137.3 g/mol

M = 2(126.9) = 253.8 g/mol I2


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1 mol de cualquier cosa…

Masa molar

H2O

18 g/mol

C12H22O11 342.0 g/mol

NaCl 58.5 g/mol


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Número de Avogadro

! Todas las moles contienen el mismonúmero partículas, aunque estas tengan

diferentes masas, algunas partículas sonmás pesadas que otras

! El número de partículas de 1 mol de

cualquier cosa, = 6.022 x 1023

! 6.022 x 1023 de cualquier cosa puede considerarse = 1 mol


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Volumen molar (VM)

El volumen molar, es el volumen ocupadopor 1 mol de sustancia en estado gaseoso.

Un mol de cualquier sustancia gaseosaocupa siempre el mismo volumen, siempre ycuando las condiciones de presión y

temperatura sean las mismas


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1 mol de gas

En 1 mol tenemos 6.022 x 1023 moléculas

¿Qué volumen ocupa 1 mol de moléculas

gaseosas?

Condiciones estándar de P y T: P = 1 atm

T = 273.15 K

El volumen molar de cualquier gas es22.4L/mol


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Ejemplo

¿Qué cantidad de sustancia hay en 100g deH2O?

¿Cuántas moléculas?


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Ejemplos

¿Cuántas moles hay en 18 L de SO2 (g) encondiciones estándar de P y T?

n = 18 L/22.4 L = 0.803 mol de SO2

¿Cuántas moléculas hay en 74 L de Cl2 (g)en condiciones estándar de P y T?

V = 74 L/22.4 L = 3.3 L

N = 3.3 L x 6.02 x 1023 = 1.99 x 1024

moléculas de Cl


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Bibliografía consultada

• Enciclopedia de conocimientos fundamentalesUNAM-Siglo XXI, Tomo 4, Química, Kira Padilla

Martínez (coordinadora), 79-85

• Cantidad de sustancia y su unidad el mol,PAPIME, UNAM, Adela Castillejos Salazar(coordinadora), 2004

•

Video Cantidad de Sustancia y su unidad el mol,Adela Castillejos Salazar (coordinadora) PAPIMEUNAM, 2008

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