Cap 7 Estequiometria

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Química General...camino a la U. Unidad 7 Estequiometría Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia U N I D A D 5 Cálculos en reacción química . 1. Unidades estequimétricas (macro, micro); 2. Cálculos en reacción química, normas de lectura con porcentaje de pureza y porcentaje de eficiencia, reactivo límite; 3. Fórmula empírica y molecular. Repasemos FACTOR EQUIVALENTE GRAMO: E Este factor lo vamos a usar en cálculos estequiométricos y dada su importancia, recordemos su cálculo, ya que para cada reactivo y producto el valor de E depende de la reacción balanceada, ya que está dado por: En reacciones redox E = Nº de e - transferidos Coeficiente estequiométrico En reacciones no redox E = “Nº de e - transferidos” Coeficiente estequiométrico Esta manera de calcular el valor de E es propiedad intelectual del autor. En reacciones no redox tenemos “número de e - transferidos” (entre comillas) porque no hay electrones transferidos realmente, pero aritméticamente, para 1

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qumica para todos

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Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia

U N I D A D5

Cálculos en reacción química

. 1. Unidades estequimétricas (macro, micro); 2. Cálculos en reacción química, normas de lectura con porcentaje de pureza y porcentaje de eficiencia, reactivo límite; 3. Fórmula empírica y

molecular.

Repasemos

FACTOR EQUIVALENTE GRAMO: E

Este factor lo vamos a usar en cálculos estequiométricos y dada su importancia, recordemos su cálculo, ya que para cada reactivo y producto el valor de E depende de la reacción balanceada, ya que está dado por:

En reacciones redox E =Nº de e- transferidos

Coeficiente estequiométrico

En reacciones no redox E =“Nº de e- transferidos”

Coeficiente estequiométrico

Esta manera de calcular el valor de E es propiedad intelectual del autor.

En reacciones no redox tenemos “número de e- transferidos” (entre comillas) porque no hay electrones transferidos realmente, pero aritméticamente, para manejar solo una definición de E ese “número de e-” es el mínimo común múltiplo (MCM) de los coeficientes estequiométricos de la reacción no redox balanceada por tanteo.

Si usted amigo lector conoce otra manera de calcular el valor de E, sin balancear la reacción, pero como una colección de casos particulares no se extrañe de la definición anterior, es para evitar dicha colección y obviar los errores que se originan.

Para estas reacciones sin transferencia de electrones realmente lo que se tiene no es equivalente gramo sino un concepto similar a equivalentes gramo que algunos autores denominan “seudo equivalente gramo”

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Mapa conceptual que resume balanceo de reacciones y cálculo del factor equivalente gramo, E:

Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia Algoritmo de balanceo por tanteo o por redox

Nos preguntamossi la reacción

es iónica

¿RxnIónica?

si Se balancea por “ión electrón”

no

asignar números deoxidación

Alcalinos: +1 alcalino térreos: +2

haloideas MTnMV calcular “X” con “suma =0”

Oxisal: MT(nMOss)V

Xcalcular “Y” con “ss”

calcular “X” con “suma =0”Nos preguntamos si cambian (Δ)

Se balancea por “redox”

¿Δ?no

asignar coeficiente = ?se lee (“no se”)

a las demás sustancias

continuar por tanteoOrden

de tanteo

inocentes

oxígenos

hidrógenos (chequeo)

Y

X -T

encontrar: # e- ganados # e- perdidos

# e- ganados = # e- perdidos

hacer

usarla

“bolita”

culpables

Se balancea por tanteo

chequeo, si no hay H

si

asignar coeficiente = 1 a la sustancia “mas compleja”

Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia Algoritmo de balanceo ión electrón

Nos preguntamos sila reacción es iónica

¿RxnIónica?

•Balancear cargas con e- Usar La “bolita” al lado del # >

# e- ganados = # e- perdidos

Sumar miembro a miembro

•Medio ácido

•Medio básico

•Medio neutro

siSe balancea por

“ión electrón”

Descomponer la reacción en dos semi reacciones

A cada una

hacer

• Balancear “inocentes” por tanteo

•Balancear oxígenos con agua

•Balancear hidrógenos con iones H1+

• Balancear “culpables” por tanteo

No da el chequeo al balacear por redox

CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS

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Introducción: Para solucionar problemas como: ¿en 6 g de una sustancia de densidad 1.5 g/mL cuantos mL hay? Clásicamente se trabaja así:

¿Cuál es la fórmula de densidad? (memoria) d =mV

Tengo que “despejar” el volumen:

V =m

algunos dicen V =d

Aquí hay un alto porcentaje de bachilleres.d m

Sigamos con los que “no son zurdos” despejando:

Hagamos la sustitución:

V =6 g1.5 gmL

Hagamos la ley de la oreja (algunos hasta la dibujan):

V =

6 g11.5gml

De donde:

V =6 g mL1x1.5 g

Por lo tanto: V = 4mL, los que son hábiles, otros necesitan otro paso. Realmente lo que tenemos aquí es una simple transformación de unidades: tengo 6 g, quiero mL y además poseemos un factor para pasar de g a mL que es la densidad. La transformación es:

6 g x? mL si los quiero

?? g no los quiero

Buscaremos ese factor que relacione mL y g, que para el caso es:

1.5 g

mL

Por lo tanto, usándolo como lo necesitamos, queda:

6g x1 mL

= V mL V = 4 mL1.5 g

Proceso más rápido, eficiente y seguro, donde usted ve que está haciendo y para qué lo está haciendo, evitando el manejo de la memoria y manipuleo algebraico.

Por lo visto, los cálculos estequiométricos son simples transformaciones de unidades usando factores unitarios, que, para poderlos empatar, se deben construir los factores requeridos para cada caso particular. Finalmente, queda una cadena continua de transformaciones de unidades desde un que tengo hasta un que quiero. Para asegurarnos que esta cadena no se rompa, toda unidad debe figurar dos veces. A veces ocurre

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que dos unidades figuran solo una vez, lo cual es una voz de alerta para que usted construya el factor que las relacione.

Lenguaje técnicoDato: Puede ser dado o pedido y es un número con una unidad de medida (es una variable extensiva) y puede ser w g, V mL, n moles.

Pista: Es un número sin unidades (es una variable intensiva), pero su nombre, casi siempre, indica los datos o unidades correlacionadas para transformarla en factor. Factor: Es un número con unidades en el numerador y otras unidades en el denominador, es decir una correlación o equivalencia o conversión de unidades.

con unas unidades Otra unidad

Dos observaciones:Un factor es una pista con unidades. El factor se conoce como variable intensiva es decir, su valor no depende de la cantidad tomada de sustancia, y no es aditivo, es decir, no se puede sumar.Un dato se conoce como variable extensiva, es decir, su valor depende de la cantidad tomada de sustancia y si es aditiva, es decir, si se puede sumar.Método de trabajo:

Podemos ver que siempre es posible tener una ecuación que nos permite calcular el valor de una incógnita, ella puede ser un dato pedido o si ambos datos son dados, la incógnita es una pista que interviene en uno de los factores de transformación de unidades.

Casos generales para la fabricación y uso de factores.1.Cálculos en una sustancia: (macro – micro)En química existen tres magnitudes fundamentales: elemento (tabla periódica), compuesto (nomenclatura) y masa (que los químicos llamamos peso).Dependiendo de la cantidad que se quiera medir existen unidades adecuadas: mundo macro (lo medido en el laboratorio) y mundo micro (lo que quisiéramos ver, pero es tan pequeño que ni en sueños; es el mundo de las partículas aisladas). Dichas unidades de medida se llaman estequiométricas y son:

MUNDO MACRO: Átomo gramo (at-gr), para elemento; mol gramo (mol), para compuesto; y gramo (g), para la masa de ambos.MUNDO MICRO: Átomo (at), para elemento; Molécula (molec), para compuesto y unidad de masa atómica (uma) para la masa de ambos.

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Un dato

dado o pedido

=Otro dato

dado o pedidoUn dato transformado con factores igual al otro dato

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Lo anterior lo podemos resumir en el siguiente cuadro:

Unidades macro Magnitudes químicas Unidades micro

g masa Uma

At-gr Elemento At

mol compuesto Molec.

Dichas unidades de medida Estequiométrica se pueden correlacionar horizontalmente, y con un pasaporte o factor, para cambiar de mundo, así:

6.02 x 1023 unidades micro

1 unidad macro

Donde 6.02 x 1023 es el número de Avogadro (No).

En particular

En la fila o renglón MASA, el pasaporte queda: 6.02 x 1023 uma1 g

En la fila o renglón ELEMENTO, el pasaporte queda 6.02 x 1023 at1 at-gr

En la fila o reglón COMPUESTO, el pasaporte queda: 6.02 x 1023 molec1 mol

Pero, cuando hablamos de masa, surge la pregunta: ¿la masa de qué? ¿la del elemento? ¿la del compuesto? La respuesta es que en el sistema de unidades estequiométricas, podemos hacer una correlación vertical entre el elemento y su masa, que llamaremos peso atómico (Pa), o entre el compuesto y su masa, que llamaremos peso molecular (Mw), por su nombre en inglés.

Además, un compuesto está formado por elementos que se relacionan mediante una proporción o razón R, o sea que de por sí, el elemento y el compuesto también están relacionados en forma vertical. Esta nueva relación amplía el cuadro anterior y en definitiva se tiene:

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W gr. cto

Wgr. elem

atgr

mol

Pa gelem1atgr

R atgr1mol

Mw g cto1mol

Mundo macro Mundo micro

Mw uma. cto1molec

W uma. cto

W uma. elem

at

molec

Pa uma.elem1at

R at1molec

¿ pasaporte 1 ?

¿pasaporte 2 ?

¿ pasaporte 3 ?

¿ pasaporte 4 ?

NO unidades micro1 unidad macro No = 6.02x1023

En este cuadro pueden distinguirse los siguientes términos:

Número de Avogadro. (N0 = 6.02x1023). Su valor es una pista convertible en factor. Pa: Peso atómico, el valor de Pa se lee en la tabla periódica, es una pista convertible en factor, se requiere si y solo si el enunciado involucra masa del elemento (el enunciado da o pide gr. o uma del elemento).

En el mundo micro el valor del Pa indica las uma (peso) de un átomo (atómico):Pa uma elemento

1 at elemento

En el mundo macro el valor del Pa indica los gr (peso) de un átomo gramo (atómico): Pa g elemento

1 at-gr elemento

Mw: Peso molecular de un compuesto. El valor de Mw se calcula sumando los pesos atómicos de los elementos que forman el compuesto, es una pista convertible en factor, se requiere si y solo si el enunciado involucra masa del compuesto (el enunciado da o pide gr. o uma de compuesto).

En el mundo micro el valor del Mw indica las uma (peso) de una molécula (molecular):

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Mw uma compuesto1 molec, compuesto

En el mundo macro el valor del Mw indica los gr (peso) de una mol (molecular): Mw gr compuesto 1 mol compuesto

R: Es el número de veces que el elemento está en un compuesto. El valor de R se lee en la fórmula del compuesto, es una pista convertible en factor, se requiere si y solo si el enunciado relaciona el elemento con el compuesto.

En el mundo micro el valor de R indica los átomos del elemento que hay en una moléculaR at elemento1 molec. compuesto

En el mundo micro el valor de R indica los átomo gramo del elemento que hay en una molR at-gr elemento1 mol compuesto

SUGERENCIA: Si el enunciado le relaciona los dos mundos

Fabrique el “pasaporte” en el renglón de partidaFabrique los factores de R, Pa y Mw con las unidades del mundo de llegada, siempre y cuando se requieran.

Ejemplo 6: En 4.4 g de CO2, ¿cuántos gramos de C hay?De acuerdo a la orden, perdón … sugerencia:

1. ¿Pasaporte? No se requiere ya que el punto de partida son g de CO2

(MACRO) y el punto de llegada es g C (MACRO).2. Fabricamos los factores: Pa (del C) ya que el enunciado involucra g C (dato pedido).Mw (del CO2 ) ya que el enunciado involucra g CO2 (dato dado) R : Ya que el enunciado relaciona el elemento C con el compuesto CO2

Estos factores se requieren en el mundo de llegada (MACRO).

R 1at-gr CPa 12 g C

Mw 44 g CO2

1 mol CO2 1at-gr C 1 mol CO2

Procedimiento : Si seguimos el método de trabajo, partiendo del dato dado: 4.4 g CO2 , buscamos el dato pedido (?W g C)

4.4 g CO2 x1 mol CO2 1 at-gr C 12 g C

= W g C44 g CO2 1 mol CO2 1 at-gr C

Solucionando, encontramos que W = 1.2Observe que los factores (por evolución de transformación) toman turno para ser usados en el orden: Mw, R, Pa y el factor Mw se usa al contrario de como se fabricó.También puede usted resolverlo al contrario, es decir:

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W g C x1 at-gr C 1 mol CO2 44 g CO2 = 4.4 g CO212 g C 1 at-gr C 1 mol CO2

Solucionando, de nuevo: W = 1.2Aquí el orden de los factores por transformación es: Pa, R, Mw y los factores Pa y R son los que se usan al revés de lo fabricado es decir TODO LO CONTRARIO DEL CÁLCULO ANTERIOR.Ahora calcule usted cuántos g de H hay en 3.6 g H O2 (esto es una tarea)

Ejemplo 7: En 4.9 g H2SO4, ¿cuantas uma de oxígeno hay?Dato dado: 4.9 g H2SO4 (masa del compuesto en mundo Macro)Dato pedido: W umas O (masa del elemento en mundo Micro)

1. ¿Pasaporte? Si se requiere, (el enunciado Si relaciona los mundos Macro-Micro).De acuerdo a lo sugerido este factor hay que fabricarlo en el Renglón de partida (masa del compuesto), así:

6.02 x1023 uma H2SO4

1 g H2SO4

2. Fabricamos los factores: Pa (del O) ya que el enunciado involucra uma de Oxígeno (dato pedido).Mw (del H2SO4) ya que el enunciado involucra gr. H2SO4 (dato dado) R : Ya que el enunciado relaciona el elemento O con el compuesto H2SO4

Estos factores se requieren en el mundo de llegada (MICRO)

R 4at OxPa 16 uma Ox

Mw 98 uma H2SO4

1 molec H2SO4 1at Ox 1 molec H2SO4

Procedimiento:

4.9 g H2SO46.02 x1023 uma H2SO4 1 molec H2SO4 4at Ox 16 uma Ox

= W uma ox1 g H2SO4 98 uma H2SO4 1 molec H2SO4 1at Ox

Solucionando, encontramos que 1.93 x 1024 = W

Ejemplo 8: En 5 x 10-3 mol Al2(SO4)3, ¿cuántos átomos de O hay?Dato dado: 5 x 10-3 mol Al2(SO4)3, o mejor 5 x 10-3 mol sal.Dato pedido: at O

1. Pasaporte? Si en el renglón compuesto (por qué? )

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Un dato

pedido

=Otro dato

pedidoLos W gr de

CLos 4.4 gr

de CO2 Un dato transformado con factores igual al otro dato

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6.02 x1023 molec sal1 mol sal

2. En el mundo Micro:¿Pa del oxígeno? NO el enunciado no involucra la masa del elemento.¿Mw de la sal? NO el enunciado no involucra la masa del compuestoR del elemento oxígeno en Al2(SO4)3, SI, porque el enunciado relaciona el elemento oxígeno y el compuesto Al2(SO4)3, a este compuesto lo denominaremos sal.

R 12 at Ox1 molec sal

Procedimiento :

5 x 10-3 mol Al2(SO4)3 x6.02 x1023 molec sal 12 at Ox

= n at ox1 mol sal 1 molec sal

Solucionando, encontramos que3.61 x 1022 = nComentarios :En el ejemplo 6 se fabricaron y usaron 3 factoresEn el ejemplo 7 se fabricaron y usaron 4 factoresEn el ejemplo 8 se fabricaron y usaron 2 factoresEs decir cada caso particular dependiendo de lo dado y lo pedido involucra sólo los factores requeridos, y para poderlos usar, primero hay que construirlos para que sea cierto lo dicho en la introducción: “Son simples transformaciones de unidades...”

Ejemplo 9: Si 3.01 x 1022 moléculas de un compuesto pesan 3.42 g, calcule el peso molecular del compuesto.

Dato dado: 3.01 x 1022 moléculas de cto. (punto de partida) MICRODato dado: 3.42 g cto. (punto de llegada) MACRO

1. Pasaporte? Si (por qué? ) en el renglón compuesto6.02 x1023 molec cto

1 mol cto2. Los demás factores en el mundo macro (¿porqué? Pa No, el enunciado no se refiere a un elemento. R No, el enunciado no se refiere a un elemento. Mw Si, se requiere conocerlo

Mw Mw g cto1 mol cto

Procedimiento :

3.01 x 1022 molec cto x1 mol cto Mw g cto

= 3.42 g cto6.02 x1023 molec cto 1 mol cto

Despejando, y calculando: Mw = 68.4

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Recordemos que los cálculos estequiométricos son simples transformaciones de unidades usando factores unitarios, que, para poderlos empatar, se deben construir los factores requeridos para cada caso particular.Finalmente, queda una cadena continua de transformaciones de unidades desde un que tengo hasta un que quiero. Para asegurarnos que esta cadena no se rompa, toda unidad debe figurar dos veces. A veces ocurre que dos unidades figuran solo una vez, lo cual es una voz de alerta para que usted construya el factor que las relacione.

Método de trabajo:

Podemos ver que siempre es posible tener una ecuación que nos permite calcular el valor de una incógnita, ella puede ser un dato pedido o si ambos datos son dados, la incógnita es una pista que interviene en uno de los factores de transformación de unidades.

2. Cálculos estequiométricos en una reacción químicaPrimer comercial: Si leemos 65 podemos afirmar que leímos un número (obvio que sesenta y cinco) pero si leemos 65%, lo que estamos leyendo son dos números: 65 como número directo y 100 como número indirecto, un porcentaje lo que nos indica es cuanto hay de una parte por cada 100 de un todo.En estequiometría, los reactivos requeridos para una reacción no siempre existen puros ya que los procesos de purificación son costosos, por lo que comercialmente, a veces, las sustancias se consiguen con un porcentaje de pureza (PP%) que nos indica, (como cualquier porcentaje), los gramos de reactivo puro (la parte) (PP gr. puro) que hay por cada 100 gr. de reactivo impuro (el todo).De igual manera sucede con los productos de una reacción, pues no necesariamente se obtienen puros sino acompañados de otros componentes que si no se separan actúan como impurezas. De ahí que sea necesario especificar también los productos de la reacción con un porcentaje de pureza.Además, las reacciones químicas no siempre se ocurren como dice la teoría, sino que a veces se obtiene de un producto una cantidad real menor que la esperada teóricamente, es decir, la reacción no ocurrió con la eficiencia adecuada. Esta deficiencia se cuantifica con el porcentaje de eficiencia (EF

%) o rendimiento de la reacción que, como cualquier porcentaje, nos indica cuanto se obtiene realmente (EF real) por cada cien esperado teóricamente.Contenido: El orden lógico de una reacción es

reactivos productos

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Un dato

dado o pedido

=Otro dato

dado o pedidoUn dato transformado con factores igual al otro dato

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PP% Ef% PP%Donde:PP%: Variable para el reactivo, es decir, su porcentaje de pureza.PP%: Variable para el producto, es decir, su porcentaje de pureza.EF%: Variable de la transformación de reactivo a producto, es decir, eficiencia de la reacción, va en la flecha porque ésta se lee “produce”

Con lo anterior tenemos argumentos para interpretar correctamente casos particulares que involucran o no a PP% y EF%.

Una historieta:Érase una vez que los famosos “corta palos” Hugo, Paco y Luís (los sobrinos del Pato Donald), cansados de pedirle a su tío Donald para la mesada y siempre quedar con la mano estirada, debido al grado de pobreza del pobre Tío, decidieron apelar al Tío Rico y éste les informó que nada les quería dar, pero les propuso una sociedad para vender “perros calientes” con la condición de recibir en cualquier momento por parte de cada “socio”, información exacta de proyección en las ventas.

Un día llama Tío Rico a Hugo y le dice: Haga inventario que quiero conocer su proyección de ventas. Hugo en su inventario encuentra que tiene 1500 gr. de panes y 2000 gr. de salchichas, al preguntarle Tío Rico:

¿Cuántos perros piensa vender? La respuesta de Hugo fue: NO SÉ.

Con esta respuesta se terminó la sociedad para fabricación y venta de perros entre Hugo y Tío Rico. (Aburrido Hugo les comentó a sus hermanos que no es práctico hacer inventario en gramos)

.En estequiometría son arduos los cálculos en gramos

Posteriormente llama Tío Rico a Paco y le dice: Haga inventario que quiero conocer su proyección de ventas. Paco en su inventario encuentra que tiene 15 paquetes de panes y 20 paquetes de salchichas, al preguntarle Tío Rico:

¿Cuántos perros piensa vender? La respuesta de Paco fue: NO SÉ.

Con esta respuesta se terminó la sociedad para fabricación y venta de perros entre Paco y Tío Rico. (Aburrido Paco le comentó a sus hermanos que tampoco es práctico hacer inventario en paquetes).los paquetes en estequiometría equivalen a mole).

En estequiometría son arduos los cálculos en moles

A continuación llama Tío Rico a Luís y le dice: Haga inventario que quiero conocer su proyección de ventas. Como Luís si aprende por experiencia ajena, Él en su inventario encuentra que tiene 15 panes y 20 salchichas, al preguntarle Tío Rico:

¿Cuántos perros piensa vender? La respuesta de Luís fue contundente: SI SE

Los panes me limitan la producción me puedo gastar 15 panes que se consumen con 15 salchichas y puedo vender 15 perros. Me sobran 5 salchichasCon esta respuesta prosperó la sociedad para fabricación y venta de perros entre Luís y Tío Rico. (Dicen que Hugo y Paco trabajan para Luís en Mac Perros)

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Satisfecho Luís le comentó a sus hermanos que es muy práctico hacer inventarios como él, porque es muy útil la proporción 1 a 1 para tomar decisiones

Un perro caliente se fabrica con Un pan y con Una salchicha

En estequiometría la proporción 1 a 1 entre reactivos y productos se cumple en una unidad estequiométrica especial que se llama equivalente gramo, (eq gr.)

Por esta razón es necesario desde balanceo dominar el cálculo del factor equivalente gramo (E), ya que como factor, sus unidades son: E eq

gr.1 mol

Existe una unidad Estequiométrica especial y conocida con el nombre de equivalente gramo (eq-gr). Lo que tiene de especial esta unidad es que reactivos y productos, medidos en ella, siempre están en una proporción estequiométrica teórica uno a uno. Esta proporción simplifica al máximo la toma de decisiones de reactivo límite, de cuanto sobra de los reactivos en exceso, de cuanto se produce de cada producto

Si para la reacción hipotética: A + B + C D + ESe dispone en gramos 2 g 4 g 6 gEs imposible determinar cual reactivo se consume primero (se acaba), es decir, cual limita la reacción. ¿Se acuerda de Hugo?

A + B + C D + ESe dispone en moles 2mol 4mol 6molNo es posible hacer los cálculos estequiométricos elementales, por desconocer la proporción estequiométrica en moles delel balanceo. ¿Se acuerda de Paco?

A + B + C D + ESe dispone en eq-gr., 2 4 6Se consumen o gastan -2 -2 -2 Se

obtienen+2 +2

sobran 0 2 4 2 2

Segundo comercial:

Aquí sí podemos afirmar (basados en que la proporción Estequiométrica es uno a uno) que el reactivo límite es A porque posee el menor número de equivalentes gramo. Por lo tanto de cada reactivo se consumen 2 eq-gr y de cada reactivo en exceso sobran lo que tenía menos 2 eq-gr (¿por qué?),

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Sobrando finalmente 2 eq-gr de B, 4 eq-gr de C, De cada producto, entonces, se obtienen teóricamente 2 eq-gr (¿por qué?).

Según lo anterior, se tienen las siguientes normas de interpretación de lectura.

Nota: La definición “seria” del equivalente gramo la encontramos en la unidad 12 (electro química) originada en la ley de Faraday

NORMAS DE INTERPRETACIÓN DE LECTURA EN EL MUNDO MACRO PARA CONSTRUIR FACTORES DE CONVERSIÓN EN UNA REACCIÓN QUÍMICA USANDO EQUIVALENTES GRAMO.

Estas normas son para efectuar cálculos en el mundo macro, si hay algún dato dado o pedido en unidades micro (átomos, moléculas o uma), es indispensable construir el “pasaporte” con el número de avogadro, así:

6.02x1023 uma 6.02x1023 molec1 g 1 mol

a. Hacer el factor equivalente gramo.E eq-gr sustancia Por que los cálculos son en eq gr1 mol sustancia

Los demás literales son:

b. Pasaporte?, si se requiere, es:6.02 x 1023 unidades macro 1 unidad macro

c. Si hay gramos (dato dado o preguntado de sustancia, donde sustancia es el reactivo o producto involucrado en el cálculo), calcular su peso molecular:

Mw g de sust. Pura Como moles impuras no existen, los gramos de las moles tienen que ser puros, además Mw se calcula sumando los Pa que se leen en la tabla.1 mol de sustancia

d. Si hay porcentaje de pureza (PP%): A las unidades de peso o volumen del reactivo o del producto (dato dado o pedido) lo apodamos (alias) impuro y hacer el factor:

PP g de sust. pura Ya que en PP% hay dos números que son PP y 100; PP para la parte y 100 para el todo.100 g sust. impura

NOTA: Si no hay PP%, el alias es puro y no haga el factor.

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e. Si hay porcentaje de eficiencia de la reacción (EF%): A todos los datos y factores de los productos construidos en los pasos anteriores, los apodamos real. Hacer el factor para (cada producto involucrado en el enunciado).

EF eq-gr prod. Real ¿Por qué EF y 100? La unidad Estequiométrica de este factor es eq-gr porque estamos haciendo cálculos en eq-gr.100 eq-gr prod. Teor

NOTA: Si no hay EF%, los alias son teórico y no haga el factor.

f. Hacer el puente:1 eq-gr prod. teor Este factor es para cada producto involucrado en el cálculo o

enunciado y la proporción es “ uno a uno”, esta proporción la establece la teoría

1 eq-gr RL

Donde RL. es el reactivo límite, hay dos casos:

Normas A: Si hay información dada de sólo un reactivo, éste es el reactivo límite (RL).

Normas B: Si hay información de dos o más reactivos, el reactivo límite (RL) corresponde al reactivo que tenga menor número de equivalente-gramo (no confundir con el que tenga menor E). Este número de equivalentes gramos para cada reactivo se calcula con sus factores construidos. Si usted fabrica todos los factores involucrados en la redacción, calcule el número de equivalentes gramo de cada reactivo y decida cual es el reactivo límite (RL), para con él empatar la transformación de unidades, con cada puente fabricado, y dar respuesta a cada producto involucrado en el enunciado. Para efectos de aprendizaje significativo en la asignación de “APODOS” hay un accidente alfabético, si se ordenan: impuro, puro, real, teórico. Los dos primeros están asociados al porcentaje de pureza y los dos últimos lo están con el porcentaje de eficiencia

Apodos en ABC

¿pp%?Si Impuro(>) Y hacer el factorNo Puro (<)

¿Ef%?Si Real (<) Y hacer el factorNo Teórico (>)

Mapa conceptual o resumen de las normas de interpretación de lectura.

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Reacción balanceada

Pasaporte? Si sí 6.02x1023 unidades micro1 unidad macro

gr.? Si sí Mw g puro1 mol

E eq gr. 1 mol

Si sí Apodo impuro (>)A unidades de W o V

Y hacer el factor

pp g puros100 g impuros

Si no Apodo puro (<)A unidades de W o V

Y no hacer el factor

(pp%)?

Si sí Apodo real (<)A los productos

Y hacer el factor

Si no Apodo teórico (>)A los productos

Y no hacer el factor

(ef %)?

ef eq gr. reales100 eq gr. teóricos

y enunciado

puente 1 eq gr. de producto teórico1 eq gr. de RL?

RL? El reactivo demenor # de eq gr.

normas de lecturaEn el mundo Macro

Usando equivalente gramo

Normas A: si hay información de sólo un reactivo, él es el RL

Normas B: si hay información de dos o mas reactivos, el RL es el que tenga menor número de eq-gr

Aclaración: la anterior no es la única manera de efectuar estos cálculos estequiométricos, también se pueden plantear con fórmulas, con reglas de tres, puente en moles, etc.

Ejemplo 1: normas A

TODO SI: Si hay gramos, si hay PP% de reactivo, si hay PP% de producto, si hay EF%.

Calcular los gramos de sal al 75% que se obtienen de la reacción de 600 g de ácido sulfúrico al 49%, con suficiente cantidad de hidróxido alumínico, si la eficiencia de la reacción es del 90%.

Solución:

Primero ordenamos la información, sectorizando según la reacción para ubicar debajo de cada reactivo su información y debajo de cada producto su información, así:

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3H2SO4 + 2Aℓ(OH)3“6electrones” 1Aℓ2(SO4)3 + 6H2O

600 g Ac.impuro 90% ?W g.Sal imp.real

49% 75%a. 2 eq-gr Ac 6 eq-gr sal real

1 mol Ac 1 mol sal realb. ¿Pasaporte?: No, los gr. de ácido son macro

No, los gr. pedidos de sal son macro.

c. gr? Si 98 g. Ac.puro Si 342 g.Sal puroreal

1 mol Ac. 1mol Sal real

d.pp%?Si 1

2.

apodo impuro a 600 gr dados Si 1.

2.

apodo impuro a wgr pedidos

49 g. Ac.puro 75 g.Sal puroreal

100 g. Ac.impuro 100 g.Sal impreal

e. ¿Ef%? Si 1. apodo real a toda la información, de la Sal

2.90 eq-gr Sal real

100 eq-gr Sal

teorica

f. puente RL es el Ácido 1 eq-gr Sal teorica 1 eq-gr Ac.

Aclaraciones: Para este caso particular, han surgido (por interpretación de Lectura) 8 factores que nos permiten transformar el que tengo (600 gr Ácido impuro) al que quiero (W gr sal impura real).Los 600 gr dados de ácido son impuros porque SI hay PP% (49%)Los gr pedidos (W) de sal son impuros, porque SI hay PP%, (75%) y Reales, porque SI hay EF%, (90%).Los diferentes factores “cogen turno” para ser usados de acuerdo a la evolución de la transformación de unidades, formando un “carrusel” y cada factor es un vehículo del carrusel, así:

600 g Ac imp x49 g Ac puro 1 mol Ac 2eq-gr Ac 1eq-gr sal teor100 g Ac imp 98 g Ac puro 1 mol Ac 1eq-gr Ac

-1 90 eq-gr sal real 1 mol sal real 342 g puro sal real 100 g imp sal real

= W gr sal imp real 100eq-gr sal teor 6eq-gr sal real 1 mol sal real 75 g puro sal real -1 -1

410.4 = W

Observe: el valor calculado de W es:Directamente proporcional a PP% del reactivo; el 49 está en el numerador.Directamente proporcional a EF%; el 90 está en el numerador.Inversamente proporcional a PP% del producto; el 75 está en el denominador.Los factores 1, 4, 5,7 y el 8 se usan como se construyeron y los factores 2, 3 y 6 se usan al revés de como se construyeron, como se podrá dar cuenta, no hay que saber química para empatar los factores, sólo hay que tener sentido común si los construye.

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Análisis del resultado: Se obtienen: 410.4 g de sal al 75% con una eficiencia del 90% ó 410.4 g de sal al 75% reales ó 410.4 g de sal impuros reales ó 410.4 g de sal impuros con una eficiencia del 90%Se puede dar usted cuenta que la tercer respuesta es la “mas condensada”.Ejemplo 2: para normas A con algunos Si y algunos NoEl yodo se obtiene industrialmente a partir de algas marinas, según la reacción:

NaI + MnO2 + H2SO4 MnSO4 + Na(HSO4) + I2 + H2OEn un proceso se trataron 300 Kg de algas (3 x 105 g) con un contenido del 0.02% de NaI, si la eficiencia de la reacción fue del 80%, calcular cuantas moles de I2 se obtienen y cuántos gramos de agua se obtienen.Nota: Como las algas son las que contienen NaI entonces las algas son el reactivo impuro.Sectoricemos la información formando columnas para el reactivo y para los productos involucrados.

-1 +4

2e-

0 +2

2 NaI + 1MnO2 + 3H2SO4 1I2 + 1MnSO4 + 2Na(HSO4) + 2H2O 1x1 2x1

1 2

3x105g NaI imp 80% ? mol I2 real ? wg H2O

puro real

0.02%

a. E: 1 eq-gr NaI 2 eq-gr I2 real

1 eq-gr H2O real

1 mol NaI 1 mol I2 real 1 mol H2O

real

b. Pasaporte? No, gr es macro No, moles son macro No, gr son macro

c. gr? Si: hago el factor No: no haga el factor Si: haga el factor

150 g NaI puro 18 g H2O puroreal

1 mol NaI 1mol H2O real

d. p%? Si: 1. Apodo impuro No: 1. apodo puro pero sobra No: 1. apodo puro2. 0.02 g NaI puro 2. No hago el factor 2. No hago el factor

100 g NaI impuro

e. EF%? Si: 1. apodo real a toda la información anterior de I2 y de H2O2. 80 eq-gr I2 real 80 eq-gr H2O real

100 eq-gr I2 teor 100 eq-gr H2O teor

f. puente Nota: NaI es el RL 1 eq-gr I2 teor 1 eq-gr H2O teor

1 eq-gr NaI 1 eq-gr NaI

Transformación de unidades usando los factores a medida que se requieran y como se requieran:

3x105g NaI imp 0.02 g NaI puro 1 mol NaI 1 eq-gr NaI= 0.4 eq-gr NaI

100 g NaI impuro 150 g NaI puro 1 mol NaI

Vamos a transformar los eq-gr del RL a moles de I2, usando los factores del I2, así:

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0.4 eq-gr NaI 1 eq-gr I2 teor 80 eq-gr I2 real 1 mol I2 real = 0.16 mol I2 real1 eq-gr NaI 100 eq-gr I2 teor 2eq-gr I2 real

Vamos a transformar los eq-gr del RL a gr de H2O, usando los factores del H2O, así:0.4 eq-gr NaI 1 eq-gr H2O teor 80 eq-gr H2O real 1 mol H2O

real 18 g H2O puroreal = 5.76 g

1 eq-gr NaI 100 eq-gr H2O teor 1 eq-gr H2O real 1 mol H2O real

Resultado: Se obtienen 0.16 mol I2 real y 5.76 gr H2O puro realTarea: Calcule el valor de E para los reactivos y los productos de esta reacción y no se le ocurra decir que no existe para los “inocentes”: H2SO4, Na(HSO4), H2O.Estos son “inocentes” porque aunque no cambien su número de oxidación, ellos participan de una reacción REDOX balanceada, en la cual hay 2e- transferidos. Ejemplo 3: normas A. ¡Si hay aunque usted crea que no!. Se preparó TETRAcloruro de carbono CCl4 haciendo reaccionar 100 gr de Cl2 al 66. 67% con suficiente cantidad de bisulfuro de carbono (CCl4) según la reacción:

CS2 + Cl2 CCl4 + S2Cl2Calcular la eficiencia de la reacción si se obtienen 2.61x1025umas de CCl4

Solución: +4 -2 0 12e

- +4 -1 +1 -1

2CS2 + 6Cℓ2 2 CCℓ4 + 2S2Cℓ2

3x2 1x2 Ef%? 6 2

100g Cl2imp 2.61x1025 uma CCl4 puro

real

66.67%a. E 2 eq-gr Cl2 6eq-gr CCl4

real

1 mol Cl2 1mol CCl4 real

b. Pasaporte? No, g es macro Si, uma es micro6.02x1023uma CCl4

puroreal

1 g CCl4 puro

real

c. gr ? Si 71 g Cl2 puro Si 154 g CCl4 puro

real

1 mol Cl2 1 mol CCl4 real

d. pp%? Si:1 apodo impuro No:1 apodo puro2 66.67% g Cl2 puro 2 Factor NO

100 g Cl2 impuro

e. Ef%? Si:1 Apodo real a la información anterior del prod.

2 EF eq-gr CCl4 real

100 eq-gr CCl4 teórico

f. puente 1 eq-gr CCl4 teórico

1 eq-gr Cl2En este caso se requiere calcular EF y como no se conoce, algunos piensan (espero que usted no) que a la pregunta, c) Hay EF?, que la respuesta es no, como nosotros (usted y Yo) si la vemos, decimos que si hay.Empatemos los factores construidos para formar la ecuación que nos permita calcular la eficiencia. Así:

100gCl2 impx 66.67 g Cl2

puro 1 mol Cl2 2 eq-gr Cl2 1 eq-gr CCl4 teórico EF eq-gr CCl4 real

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100 g Cl2 imp 71 g Cl2 puro 1 mol Cl2 1eq-gr Cl2 100 eq-gr CCl4 teórico

1mol CCl4 real 154 g CCl4 puro

real 6.02 x 1023 uma CCl4 puro real = 2.61 x 1025 uma CCl4 puro real6 eq-gr CCl4 real 1mol CCl4 real 1 g CCl4 puro real

2.9 x 1023 EF = 2.61 x 1025 EF = 89.94

Ejemplo 4: Normas B, hay datos dados de dos reactivos.Cuántas moles de sal y cuántos gramos de al 75 % se obtienen de la reacción de 300 g de H SO2 4 al 73.5 % y de 80 g de si la eficiencia de la reacción es del 90%.

Solución:

“6e- “

3H2SO4 + 2Aℓ(OH)3 1Aℓ2(SO4)3 + 6H2O300 g Ac impuro 80 g B puro 90% ? mol sal real ? Wg H2O imp

real

73.5% 75%

a. E: 2 eq-gr Ac 3 eq-gr B 6 eq-gr salreal 1 eq-gr H2Oreal

1 mol Ac 1 mol B 1 mol salreal 1 mol H2Oreal

b. pasaporte? No No No No

c. gr? Si Si No Si98 g Ac puro 78 g B pura No se requiere el

factor Mw 18 g H2O puro real

1 mol AC 1 mol B 1 mol H2O real

d. pp%? Si:1 apodo impuro No:1 apodo puro No:1 apodo puro, sobra Si:1 apodo impuro73.5 g Ac puro No se requiere el

factorNo se requiere el

factor75 g H2O puro real

100 g Ac imp 100 g H2Oimpreal

e. Ef%? Si:1 Apodos real a todo lo de los productos90 eq-gr sal real 90 eq-gr H2O real

100 eq-gr sal teor 100 eq-gr H2O teor

f. puente El RL es el reactivo que tenga menor número de eq-gr

1 eq-gr sal teor 1 eq-gr H2O teor

1 eq-gr RL 1 eq-gr RL

RL es el reactivo que posea menor número de eq-gr (sin hacer cálculos no "piense" que el RL es el H2SO4 porque E = 2, ya que E es el factor eq-gr y no número de eq-gr). Para poder decidir quien es el reactivo límite, a cada reactivo hay que transformarle su dato dado a eq-gr usando sus factores.

Para el ácido vamos a transformar los 200 gr impuros a eq-gr usando los 3 factores que surgieron por "interpretación" de lectura.

300 g Ac imp x 73.5 g Ac puro 1 mol Ac 2 eq-gr Ac = 4.5 eq-gr Ac

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100 g Ac imp 98 g Ac puro 1 mol Ac

Para la base vamos a transformar los 80 gr. puros a eq-gr usando los 2 factores que surgieron por "interpretación" de lectura.

80 g B puro x 1 mol B 3 eq-gr B

= 3.08 eq-gr B78 g B puro 1 mol B

Ya podemos decidir que el RL es la base, ya que 3.08 4.5 y podemos redefinir como nuevo dato: 3.08 eq-gr RL.

A partir de este nuevo dato vamos a calcular las moles producidas de sal usando los 3 factores que surgieron por "interpretación" de lectura para la sal, así:

3.08 eq-gr RL x1 eq-gr Sal teor 90 eq-gr Sal real 1 mol Sal real

= n mol Sal real

1 eq-gr RL 100 eq-gr Sal teor 6 eq-gr Sal real

0.462 = n

De igual manera, a partir del nuevo dato vamos a calcular los gramos de H2O producidos usando los 5 factores que también surgieron por "interpretación" de lectura.

3.08 eq-gr RLx1 eq-gr H2O teor 90 eq-gr H2O real 1 mol H2O real 18 g H2O puro real

1 eq-gr RL 100 eq-gr H2O teor 1 eq-gr H2O real 1 mol H2O real

100 g H2O imp real=W gr H2O imp real 66.53 = W

75 g H2O puro real

Resultados:

De sal se obtienen 0.462 mol de sal "Real" (real porque si hay EF%)De agua se obtienen 66.53 g de agua "Impura" "Real" (impura porque si hay PP% y real porque si hay EF%)

Ejemplo 5: Normas B. Hay datos dados de dos reactivos.

La reacción entre el yodo y el ácido nítrico se indica por la reacción:

I2 + HNO3 HIO3 + NO2

En una experiencia particular se sometieron a reacción 5.2 g de la sustancia oxidada del 90% y 6.3 g de la sustancia reducida, determinar los gramos de NO2 que se producen las moles que sobran del reactivo en exceso.

Solución:

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Primero tenemos que determinar el valor de E para las sustancias involucradas en la reacción de oxido-reducción. Ahora si podemos interpretar la lectura según normas B, ya que hay información dada para dos reactivos.

0 +5 10e- +5 +4

1 + 10 2 + 10 + 4H2O 5x2 1x1 10 1Sust. oxidada Sust. reducida5.2 g. imp. 6.3 g. Ac puro ?W g. puro teor.

90% (PP%)

a. E 10 eq-gr I2 10 eq-gr Ac 10 eq-gr NO2 teor

1mol I2 1mol Ac 1mol NO2 teor

b. Pasaporte? NO NO NO

c. gr? Si Si Si 254 g I2

puro 63 g Ac puro 46 g NO2 puro

teor

1 mol I2 1 mol Ac 1 mol NO2 teor

d. pp%? Si: 1 apodo imp. No: 1apodo puro No: 1 apodo puro2 90 g I2

puro

Sobra el factor Sobra el factor100 g I2

imp

e. Ef%? No: 1 Apodo teórico para toda la información anterior del NO2

2No hay factor de Ef.

f. puente 1 eq-gr NO2 teor

1 eq-gr RLCálculo de los eq -gr para I2

5.2 g I2 imp. x90 g I2 puro. 1 mol I2 10 eq-gr I2 = 0.184 eq-gr I2100 g I2 imp. 254 g I2 puro. 1 mol I2

Cálculo de los eq gr de HNO3 (el ácido Ac).

6.3 g Ac puro x1 mol Ac 1 eq-gr Ac

= 0.1 eq-gr Ac63 g Ac puro. 1 mol Ac

Como 0.1 eq gr de HNO3 < 0.184 eq gr de I2, entonces tenemos: el reactivo límite (RL) es el HNO3

Tenemos 0.1 eq gr de RL, nuevo punto de partida para transformar con el puente y poder llegar al dato pedido de NO2, así:

0.1 eq-gr RL x 1 eq-gr NO2

teor 1 mol NO2 teor 46 g NO2

puro teor =w g NO2

puro teor1 eq-gr RL 1 eq-gr NO2

teor 1 mol NO2 teor

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Como en eq-gr la proporción Estequiométrica es 1 a 1, entonces del HNO3 que es el RL se consumen 0.1eq-gr, del I2 también se consumen 0.1 eq-gr y por lo tanto:

I2 que sobra = (0.182 – 0.1) eq-gr I2 x1 mol I2 = 0.84 mol I2 que sobran

10 eq-gr I2

FÓRMULA EMPÍRICA Y FÓRMULA MOLECULAR

Conceptos básicos: Dos definiciones iniciales:

Fórmula molecular, Fm: Indica la relación real entre cada elemento y un

compuesto, es decir, el número de átomos de cada elemento que hay en una molécula (mundo micro) o el número de at-gr de cada elemento que hay en una mol del compuesto (mundo macro).

Fórmula empírica, Fe: Es la fórmula molecular simplificada, es decir, indica

la mínima relación entre cada elemento y el compuesto (por eso también se conoce como fórmula mínima).

Sea K: Factor de simplificación. Es un número natural que cumple con la siguiente propiedad:

K x Fe = Fm

Sea MFe el peso molecular de la fórmula empírica.

Mw: Es el peso molecular de la fórmula molecular.

Por lo tanto se cumple que:

K x MFe = Mw

IlustraciónFm Fe K Mw MFeH2O H2O 1 18 18

C6H6 C1H1 6 78 13

H2O2 H1O1 2 34 17

C11H22O11 C1H2O1 11 330 30

Na2S4O6 Na1S2O3 2 Calcúlelo Calcúlelo

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Pasos para determinar la fórmula empírica:1. Conocida la masa de cada elemento (en forma directa o indirecta), determine el número de at-gr de cada uno de ellos, use el peso atómico (Pa) en el mundo macro.Observación 1: La masa de cada elemento puede ser informada así:En forma directa.En forma indirecta, como composición porcentual en peso. En este caso asuma 100 gr del compuesto, por lo que la masa de cada elemento queda determinada en forma directa (los gramos de cada uno corresponde a su porcentaje), ya que todo porcentaje indica cuanto hay de la parte en 100 del todo.En forma camuflada mediante una reacción de combustión de un hidrocarburo (HC), combustible natural que contiene H y C y además puede contener N, O, S, un análisis de la composición de los gases de la combustión según la reacción:

H C O?N?S? +O2(g) SO3(g) + N2(g) + CO2(g) + H2O(g)

Nos puede reportar mediante un análisis el peso obtenido de cada gas a partir de una muestra conocida del HC, por macro – micro podemos calcular:Los gramos de S que hay en los gramos de SO3

Los gramos de C que hay en los gramos de CO2

Los gramos de H que hay en los gramos de H2OLos gramos de N que hay en los gramos de N2 no se calculan porque coincidenLos gramos de O que hay en los gramos de HC se calculan por diferencia

Por reglamentación ambiental el combustible no debe poseer azufre, ya que en los gases de la combustión sale SO3(g) que en contacto con el agua forma H2SO4 (lluvia ácida)

2. Divida a todos los at-gr por el menor número de los at-gr calculados y aproxime (parámetros de aproximación ±0.1). Si no puede aproximar, amplifique por 2, 3, 4, 5 ó 6 y aproxime (según el parámetro). Si no puede simplificar, esto significa que esta es la mínima relación, es decir, ha encontrado la Fe.

3. Calcule MFe. (Obvio que sumando los pesos atómicos de la fórmula

empírica)

4. Con Mw conocido (en forma directa o indirecta) calcule K con la

ecuación

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Observación 2: El Mw puede ser conocido en forma directa o en forma

indirecta. La forma indirecta puede ser:

Relación Estequiométrica en una sustancia (usar Macro-Micro). De nuevo mire el ejemplo 8.

Mediante información relacionada con la ecuación de estado de los gases.

Mediante información crioscópica o ebulliscópica en las propiedades coligativas de las soluciones.

5. Use el valor de K en la ecuación y determine la Fm.

El procedimiento para determinar la Fm lo podemos reducir al siguiente diagrama de bloques (Mapa conceptual).

Con Pa a todos

Suma de los

g de c / u at-gr c / u Fe MFe

En macroPor el menor

Pa

aproximo K Fm

directa amplifico

indirecta

indirecta Mw directa

Macro-micro

gases

camuflada soluciones

W1 W2 W3 W4 W5 W6

H C O?N?S? + O2 SO3 + N2 + CO2 + H2O

Por diferencia ?g S ?g N ?g C ?g HPa 32 12 1R 1 1 2

Mw 80 44 18Nota para llegar a la Fm se requieren dos puntos de partida o dos ideas, por lo tanto en la redacción estas ideas se separan, generalmente usando punto seguido o punto aparte.

Ejemplo 6:

4.4 gr. de un compuesto orgánico tienen 2.4 gr de carbono, 0.4 gr. de hidrógeno y el resto es oxígeno. Si 1.5 gr. del compuesto tienen 1.03x1022 moléculas, calcule la Fm

Solución: Con la primera idea (g de c/u en forma directa) podemos calcular la Fe, así:

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?W g de Ox. (por diferencia) = 4.4 g del Compuesto - 2.4 g C - 0.4 g H = 1.6 g

Ya conocemos la masa de cada elemento Paso 1: Cálculo de los at-gr (usando Pa en mundo Macro)

1.6 g Ox x1at-grOx

= 0.1 at-gr Ox16gr Ox

2.4 g C x1at-gr C

= 0.2 at-gr C12gr C

0.4 g H x1at-gr H

= 0.4 at-gr H1 gr H

Por el momento la relación de at-gr es: , pero esta fórmula se ve muy fea y para volverla mas "pispa", entonces sigue el paso número dos:

Paso 2: Dividir a todos los at gr por el menor de ellos (0.1) y queda.

Como no se puede simplificar, esta es la Fe

Paso 3: MFe = 2x12 + 4x1 + 1x16 = 44

Paso 4: Mw? El enunciado con la segunda idea nos informa indirectamente el peso molecular que lo calculamos usando MACRO-MICRO.Punto de partida (dato dado): 1.5 g cto (Macro)Punto de llegada (dato dado): 1.03x1022 molec cto (Micro)

¿Pasaporte? Sí (¿por que?) en el renglón masa de compuesto (cto.):1 gr cto

6.02x1023 uma cto

Pa y R NO se requieren (¿por que?) Mw en MICRO (¿por que?) queda:

Mw uma cto1 molec cto

Transformación:

1.5 gr cto x6.02x1023 uma cto 1 molec cto

= 1.03x1022 molec cto1 gr cto Mw uma cto

Mw = 87.67 (Calcúlelo)

Como K = Mw K = 87.67

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K = 2, tiene que ser enteroMFe 44

Paso 5: Fm = k Fe

Fm = 2xC2H4O1, es decir, la Fm es C4H8O2

Ejemplo 7:

Se someten a combustión 19.4 g de un HC y se obtienen 35.2 g de CO2, 9 g de H2O y 5.6 g de N2.Si 3.01x1022 moléculas del HC pesan 9.7 g, determinar:

Gramos de cada elemento del HC Fórmula empírica Peso molecular Fórmula molecular Gramos de O2 requeridos para la combustión

Solución: según el algoritmo, tenemos:

19.4 g ¿W2 W3 5.6 g N2 35.2 g CO2 9 g H2OH C O?N?S? + O2 SO3 + N2 + CO2 + H2O

Por diferencia gr S ¿gr N? ¿gr C? ¿gr H?No hay

Pa 32 12 g C 1 g H1 atgrC 1 atgr H

R 1 1atgrC 2 atgrH1 mol CO2 1 mol H2O

Mw 80 44 g CO2 18 gr H2O1 mol CO2 1 mol H2O

Cálculo de los gramos de cada elementoCálculo de los gramos de carbono que hay en 35.2 g de CO2, usando Pa. R y Mw en el mundo macro:

35.2 g CO2 x1 mol CO2 1 atgr C 12 g C

= 9.6 g C44 g CO2 1 mol CO2 1 atgr C

Cálculo de los gramos de hidrógeno que hay en 9 g de H2O, usando Pa. R y Mw en el mundo macro:

9 g H2O x1 mol H2O 2 atgr H 1 g H

= 1 g H18 g H2O 1 mol H2O 1 atgr H

Obvio que en 5.6 g de nitrógeno hay 5.6 g de nitrógeno

19.4 gH C O N

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1 g 9.6g ? 5.6 Por diferencia hay 3.2 g de O

Cálculo de los átomos gramo de cada elemento, usando el peso atómico en el mundo macro:

1 g H x1 atgr H

= 1 atgr H1 g H

9.6 g C x1 atgr C

= 0.8 atgr C12 g C

3.2 g O x1 atgr O

= 0.2 atgr O16 g O

5.6 g N x1 atgr N

= 0.4 atgr N14 g N

La fórmula “fea” del HC es: H1C0.8O0.2N0.4

Para que la fórmula quede “pispa” dividimos a todos por 0.2 (el menor número de at-gr), y queda:

H5C4O1N2

Esta es la fórmula empírica, por tener la mínima relación y no se puede simplificar. Mfe = 97

El peso molecular lo calculamos con la segunda idea, “si 3.01x1022 moléculas del HC pesan 9.7 g”, usando el pasaporte para el compuesto (mol/molécula) y el factor de Mw en el mundo macro (g/mol)

3.01x1022molec x1 mol Mw g

= 9.7 g Mw = 1946.02x1023molec 1 mol

Como K =Mw K =

194 K = 2, tiene que ser enteroMFe 97

La fórmula molecular es: 2(H5C4O1N2) 19.4 g + ¿W2 = 5.6 g N2 + 35.2 g CO2 + 9 g H2O

H C O?N?S? + O2 N2 + CO2 + H2O W2 = 30.4 g de O2 se requieren para la combustión

TALLER ESTEQUIOMETRÍA EN GENERAL1. En 31.6 gr de sulfato cálcico decahidratado (CaSO4.10H2O), calcule:

a. Moles de CaSO4 (R/ 0.1)b. Moléculas de H2O (R/ 6.02 x 1023)c. At gr de H (R/ 2)d. Átomos de O (R/ 8.428 x 1023)e. Gr de S (R/ 3.2)f. umas de Ca (R/ 2.4 x 1024)

2. Determine la fórmula empírica de los compuestos que tienen la siguiente composición porcentual

a. 52.94 % de Aℓ y 47.06 % de O R/ Aℓ2O3

b. 21.59 % de Na, 33.33 % de Cℓ y 45.08 % de O R/ NaCℓO3

c. 42.3 % de C, 3.5 % de H, 16.5 % de N y el resto de O R/ C3H3NO2

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3. Considere la reacción:KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 MnSO4 + K2SO4 + Fe2(SO4)3 + H2O

Si ésta se inicia con 2 moles de KMnO4, 30.1 x 1023 moléculas de sulfato ferroso y 500 ml de solución de H2SO4 de densidad 1.84 g /mL y 95% de pureza, calcule:

a. Moles formadas de MnSO4 R/ 1b. Moléculas producidas de sulfato potásico R/ 3.01 x 1023

c. Gramos formados de sulfato férrico R/ 999.25d. Moles sobrantes de cada reactivo en exceso R/ 1 y 4.918

4. Efectúe los cálculos para el problema 9 si la eficiencia de la reacción es del 90%.

5. Coloque (V) o (F)a. Si la fórmula molecular de la cafeína es C8H10N4O2, el peso de la

fórmula empírica (MFe) es 194 ( )b. 50 gr. de CaCO3 producen la misma cantidad de CO2 que 53 gr. de

Na2CO3. ( )

5. Considere la reacción:

HNO2 + KI + HCℓ I2 + N2 + KCℓ + H2OQue tiene una eficiencia del 95% y se inicia con 100 ml de HNO2 de densidad 1.2 gr./ml. y 90% de pureza, 120 gr. de yoduro potásico del 80% de pureza y 200 ml. de ácido clorhídrico de densidad 1.1 gr./ml. y 86% de pureza, calcule

a. Moles formadas de I2 R/ 0.2748b. Gramos formados de N2 R/ 2.564c. Moléculas formadas de KCℓ R/ 3.3 x 1023

d. Moles sobrantes de cada reactivo:7. El gas propano, utilizado como combustible, al quemarse según la

reacción:C3H8 (g) + O2 (g) CO2 (g) + H2O (g) + calor

Cuando se quema un mol de propano se puede afirmar:a. Se producen ________ gr de CO2.b. Reaccionan ________ moléculas de O2.c. Se forman ________ gr de agua.d. Se producen _________ moléculas de CO2.e. Reaccionan _________ gr. de propano con _______ moléculas de O2.

NOTA: Complete los espacios anteriores.

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8. El acetileno (C2H2) utilizado como combustible en la soldadura oxiacetilénica se obtiene a partir del carburo de calcio (CaC2) según la reacción:

CaC2 + H2O Ca(OH)2 + C2H2 (g)

¿Que pureza tendrá una muestra de carburo de calcio si 600 gr de CaC2 al reaccionar produce 210 gr de C2H2? R/ 86.15%.

9. El éter etílico (C2H5)2O puede obtenerse a partir del etanol C2H5OH mediante la siguiente reacción catalizada con ácido sulfúrico:

H2SO4

2C2H5OH (C2H5)2O + H2O¿Cuántos gramos de éter etílico del 80% de pureza puede obtenerse a partir de 920 gr. de etanol de un 90% de pureza si la reacción tiene una eficiencia del 85%? R/ 707.6

10. 3.01 x 1023 átomos de oxígeno están contenidos en:___________ Gr de Al2O3

___________ moléculas de C12H22O11

___________ moles de Ca(OH)2

R/ 17, 2.736 x 1022 y 0.25 11. Se someten a reacción 100 gr de Cℓ2 del 71% y 200 gr de hidróxido potásico del 70%, en una reacción cuyo rendimiento o eficiencia del 90%.

a. Establezca la reacción si se producen cloruro potásico y clorato potásico.

b. Balancee la reacción y calcule para reactivos y productos el valor de E.c. Calcule las moles producidas del cloruro. R/ 1.4985d. Calcule los gramos del clorato producidos. R/ 36.713

12. Basados en la reacción: Fe2O3 + CO CO2 + Fe, encuentre las parejas.

a. Agente oxidante (A.O.) ( ) 1. Fe2O3

b. Agente reductor (A.R.) ( ) 2. COc. Peso de un eq gr de A.O. ( ) 3. 6d. Peso de un eq gr de A.R. ( ) 4. 2e. Valor de E del A.O. ( ) 5. 26.82f. Valor de E del A.R. ( ) 6. 18.62

( ) 7. 14( ) 8. 28

13. Coloque (V) o (F) a las siguientes proposiciones:a. En 54.08 gr de Sr3(AsO4)2 existen 12.8 gr de O ( )

b. Cuando la reacción: C2H6 + O2 CO2 + H2O, se inicia con 15 gr. de C2H6 se producen 0.5 moles de CO2 ( )

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c. La fórmula molecular de la cafeína es C8H10N4O2, el peso de la fórmula mínima es 194 ( )

d. Si en la reacción b. Reaccionan 2 moles de C2H6, se producen 6 moléculas de H2O ( )

14. Si la reacción: K2Cr2O3 + H2SO4 + O2 KHSO4 + Cr2(SO4)3

Se inicia con 287.5 gr de K2Cr2O3 del 80% de pureza, 32 gr. de O2 y 784 gr. de H2SO4 del 50% de pureza y la reacción tiene una eficiencia del 75%, calcule:a. Moles de sulfato crómico que se forman. R/ 0.6.b. Moléculas producidas de sulfato ácido potásico. R/ 7.224x1023.c. Moles sobrantes de cada reactivo. R/ 0.4, 1.0 y 0.7d. Cual es el agente oxidante.e. Cual es la sustancia oxidada

15. Cual es el peso en gr de 1eqgr. De un metal, si 0.6 gr. de él reaccionan con HCl y producen 0.05 mol de H2. R/ 6gr/Eq-gr.

16. El análisis de un compuesto muestra que está constituido por C, H y O en la siguiente composición porcentual por peso: C 40%, H 6.6% y O 53.4%. Si el peso molecular del compuesto es 180, determine su fórmula molecular.

17. Considere la reacción: HNO2 +HI NO + I2.Si se someten a reacción 58.75 gr de HNO2 del 80% con125 gr. de HI del 64% de pureza, y se producen 0.5629 moles de NO, determine:a. El porcentaje de eficiencia de la reacción. R/ 90%b. Moles producidas de I2. R/ 0.2814c. Moles sobrantes de cada reactivo, si la ineficiencia es por lentitud de

la reacción.R/ 0.4371 y 0.0625.

18. Se producen 25 gr. de Bromuro Férrico de una pureza del 37%, cuando reaccionan 38 gr. de sulfato ferroso de una pureza del 88% con 48.5 gr. de ácido hipobromoso de una pureza del 25% y con 7.3 gr. de ácido clorhídrico de una pureza del 50%.

a. Cuál será la eficiencia de la reacción?b. Cuántas moles de cloruro férrico se forman.c. Cuántos gramos de sulfato férrico se obtienen de una pureza del 25%.d. Cuántos gramos de agua se producen.

19. Cuál será la pureza de ácido sulfúrico cuando 49 gr. de él reaccionan con suficiente hidróxido cálcico para producir 53.55 gr. de la sal neutra de una pureza del 80% y cuántas moles de agua se producen si la eficiencia de la reacción es del 90%.

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20. Se someten a combustión 11.9 g de un HC y se obtienen 13.2 g de CO2, 8 g de SO3, 1.4 g de N2. y 4.5 g de H2O.Si 0.1 moles del HC pesan 23.8 g, determinar:a. Gramos de cada elemento del HCb. Fórmula empíricac. Peso moleculard. Fórmula moleculare. Gramos de O2 requeridos para la combustión

21.Para 96 gr de ozono (O3) encuentre las parejas que se correlacionan:1. Moles de O3 ( ) a. 962. Moléculas de O3 ( ) b. 33. At gr de O ( ) c. 1.204 x 1024

4. At de O ( ) d. 65. Gr de O ( ) e. 3.612 x 1024

6. Moléculas de O2 ( ) f. 1.806 x 1024

7. Moles de O2 ( ) g. 2

22.A cada literal corresponde un número de la columna de la derecha, encuentre las parejas que se correlacionan.

1. 0.1 moles de O2 ( ) a. 16 gr2. 9 gr de H2O ( ) b. 39 umas3. 1.6 gr de O ( ) c. 16 umas4. Peso de 1 molécula de O2 ( ) d. 32 gr5. Peso de 1 at de O ( ) e. 32 umas6. 0.5 at gr de O ( ) f. 0.05 moles7. Peso de 1 at de K ( ) g. 24.95 gr.8. 0.1 mol CuSO4.5H2O ( ) h. 3.2 gr.9. Peso de un at gr de O ( ) i. 3.01 x 1023 moléculas10. Peso de 1 mol de O2 ( ) j. 3.01 x 1023 átomos 23. Coloque (V) o (F) a la siguiente proposición:

a. En 54.08 gr de Sr3(AsO4)2 existen 12.8 gr de O ( )

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