Cálculo con sustancias y

elementos (U.M.A., peso atómico

y molecular)

Composición porcentual

Reacciones con y sin

transferencia de electrones

ESTEQUIOMETRIA

PESO ATÓMICO Y MOLECULAR Peso Atómico: Número atómico de un elemento expresado en unidades de masa atómica o U.M.A. Peso formular molecular: Suma de los pesos atómicos de cada uno de los átomos de su formula química. Ejemplo: Peso molecular del acido sulfúrico (H2S04) Peso molecular de H2S04= 2(PA de H) + (PA de S) + 4(PA de O) = 2(1.0 uma) + 32.1 uma + 4(16.0 uma) = 98.1 uma PM de C6H12O6=6(12.0 uma)+12(1.0 uma)+6(16.0 uma) =180.0 uma

Ejercicio:

Calcule el peso formular de:

a). Sacarosa, C12H22Q11 (azúcar de mesa).

b). Nitrato de calcio, Ca(NO3)2

c). Al(OH)3

d). CH3OH.

PESO ATÓMICO Y MOLECULAR

Composición porcentual de fórmulas

• La composición porcentual de un compuesto; es el porcentaje en masa con el que contribuye cada elemento a la sustancia.

Por ejemplo, para verificar la pureza de un compuesto, podemos comparar la composición porcentual calculada de la sustancia con la que encontramos experimentalmente.

Por ejemplo, los químicos forenses medirán la

composición porcentual de un polvo blanco desconocido y

lo compararán con las composiciones porcentuales del

azúcar, sal o cocaína para identificar el polvo.

El cálculo de la composición porcentual es sencillo y directo si se conoce la fórmula química

Composición porcentual de fórmulas

El cálculo depende del peso formular ó molecular de la sustancia, del peso atómico del elemento en cuestión y del número de átomos de ese elemento en la fórmula química

Composición porcentual de fórmulas Ejemplo:

1. Calcule el porcentaje de carbono, hidrógeno y oxígeno (en masa) de

C12H22O11.

2. Calcule el porcentaje de nitrógeno en masa en el Ca(NO3)2

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Un cambio químico se lleva a cabo cuando:

– Se produce un gas.

– Se produce un sólido insoluble.

– Se observa un cambio de color permanentemente.

– Se observa un cambio de calor.

• Exotérmico – se libera calor.

• Endotérmico – se absorbe calor.

Reacciones con y sin transferencia de

electrones

La mayoría de los cambios químicos son irreversibles. Sin

embargo, hay otros cambios químicos en que la adición de otra

sustancia provoca la obtención de la sustancia original y en ese

caso se trata de un cambio químico reversible.

Reacciones con y sin transferencia de

electrones

Así, pues, para producir un

cambio químico reversible hay

que provocar otro cambio

químico

Todo cambio químico involucra una reacción

entre diferentes sustancias produciendo la

formación de sustancias nuevas.

Reacciones con y sin transferencia de

electrones

¿Qué es una reacción química?

Proceso mediante el cual los átomos de una o mas sustancias se

reorganizan para conformar diferentes sustancias.

Se representa por una ecuación química.

Reacciones

Para ello es necesario que rompan enlaces en las

moléculas originales y se formen enlaces nuevos”.

Cambios de: • Color • Temperatura • Energía (forma de luz o calor) • Olor • Liberación de gas o burbujas

Indicadores

Reacciones

Representación de reacciones Los químicos utilizan enunciados llamados ecuaciones para representar las reacciones.

Ecuación química: Forma o modelo matemático, de expresar un

cambio químico.

Reactivo 1+Reactivo 2 Producto 1+Producto 2

Se lee “reacciona para producir” o “produce”

Reacciones

Representación de una reacción química.

C3H8 CO2 (g) + O2

(g) (g) + H2O

(g)

Reacciones

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Fe + O2 → FeO

+ : “reacciona con”

: “produce”

Los reactivos siempre se colocan a la izquierda

Los productos siempre se colocan a la derecha

Reacciones

Reacciones

Se utilizan para que una ecuación química represente lo mas exactamente posible una reacción, el sentido y las condiciones en que se realiza

SÍMBOLOS QUÍMICOS

Símbolo Significado

+ Separa 2 o más reactivos o productos

Indica el sentido en que se realiza la reacción (irreversible)

Reacción reversible

Indica que es necesario aplicar calor (escribir sobre la flecha)

( s ) Indica el estado solido o q se forma un precipitado (la flecha indica que un sólido precipita)

( l ) Indica el estado liquido

( g ) Indica el estado gaseoso (la flecha indica que se desprende un gas)

( ac ) Identifica la solución en agua

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Ejemplo de reacción química.

• Reactivos Productos

En la reacción: H2 + I2 2 HI

• se rompen 1 enlace H—H y 1 enlace I —I

• y se forman 2 enlaces H—I

4Fe (s) + 3O₂ (g) 2Fe₂O₃

Subíndice numero de átomos presentes de ese

elemento

Coeficiente

Número escrito frente al reactivo o

producto, indica el menor numero

de partículas de la sustancia

involucrada en la reacción.

También indica el numero de moles

o moléculas.

Reacciones

• Ecuaciones con Palabras

El hierro (solido) y el cloro (gas) reaccionan para producir cloruro de hierro (III).

Hierro(s) + Cloro(g) Cloruro de Hierro (III)(s)

• Ecuación con Estructura básica

Fe (s) + Cl₂ (g) FeCl₃ (s)

Ecuaciones

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elemento + elemento compuesto

2H2 + O2 2H2O

Combinación: Elementos o compuestos se combinan para formar un compuesto:

Tipos de reacciones químicas

21

Reacciones de Combinación

2Mg(s) + O2(g) 2MgO(s) metal + oxígeno óxido de metal

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• No-metal y oxígeno gaseoso:

S(s) + O2(g) SO2(g)

o-metal + oxígeno gas óxido de no-metal

• Metal y no-metal:

2Na(s) + Cl2(g) 2NaCl(s) metal + no-metal compuesto iónico

Reacciones de Combinación

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compuesto elemento + elemento

• Un compuesto se descompone en partes:

Descomposición

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En una reaccion de descomposicion, una sustancia experimenta una reaccion para producir dos o mas sustancias distintas. Muchos compuestos cuando se calientan, experimentan reacciones de descomposicion. Por ejemplo, muchos carbonatos metalicos cuando se calientan, se descomponen para formar oxidos metalicos y dioxido de carbono:

• Carbonatos de Metal:

CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)

carbonato óxido dióxido de de metal de metal carbono

Reacciones de descomposición

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elemento + compuesto compuesto + elemento

Un elemento desplaza a otro elemento en un compuesto:

Simple Desplazamiento

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En una reacción de simple desplazamiento un elemento reacciona con un compuesto y toma el lugar de uno de los elementos del compuesto, produciendo un elemento distinto y un compuesto también diferente. La formula general de esta ecuación es:

A+BC AC+B

Si A es un metal, remplaza a B para formar AC, siempre y cuando A sea más reactivo que B. Si A es un halogeno, reemplaza a C para formar BA, siempre y cuando A sea un halogeno más reactivo que C.

• Metal y una solución acuosa

Cu(s) + 2AgNO3(ac) 2Ag(s) + Cu(NO3)2(ac)

metal1 solución metal2 solución

acuosa1 acuosa2

Simple Desplazamiento

Una de las reacciones químicas comunes es el desplazamiento del hidrogeno del agua o de los ácidos. Esta reacción es un buen ejemplo de la reactividad de los metales.

• El K, el Ca y el Na desplazan al hidrogeno del agua fria, vapor y acidos.

• El Mg, el Al, el Zn y el Fe desplazan al hidrogeno del vapor y los acidos.

• El Ni, el Sn y el Pb desplazan al hidrogeno solo de los acidos.

• El Cu, la Ag, el Hg y el Au no desplazan al hidrogeno.

Simple Desplazamiento

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• Metal y ácido en solución acuosa

Fe(s) + H2SO4(ac) FeSO4(ac) + H2(g)

metal ácido acuoso solución hidrógeno acuosa gas

• Metal activo y agua

Ca(s) + 2H2O(l) Ca(OH)2(ac) + H2(g)

metal agua hidróxido hidrógeno

de metal gas

Simple Desplazamiento

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compuesto + compuesto compuesto + compuesto

H2SO4 + 2NaOH NaSO4 + 2H2O

Hay un intercambio entre elementos de dos compuestos:

Doble Desplazamiento

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Reacciones de Doble Desplazamiento En las reacciones de doble desplazamiento dos compuestos iónicos en solución acuosa

intercambian aniones para producir compuestos nuevos. La formula general de esta ecuación

es:

A+B-+C+D- C+B- + A+D-

Esta reacción puede considerarse como un intercambio de grupos positivos y negativos, en la

que A se combina con D y C se combina con B. Al escribir las formulas de los productos

debemos tener en cuenta las cargas de los que se combinan.

Ejemplo:

2AgNO3(ac) + Na2CO3(ac) Ag2CO3(s) + 2NaNO3(ac)

solución solución precipitado solución acuosa1 acuosa2 acuosa3

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Ejercicio

• Identifique el tipo de cada una de las siguientes reacciones:

1. Zn(s) + CuSO4(ac) ZnSO4(ac) + Cu(s)

2. 2Sr(s) + O2(g) 2SrO(s)

3. Cd(HCO3)2(s) CdCO3(s) + H2(g) + CO2(g)

4. AgNO3(ac) + KCl(ac) AgCl(s) + KNO3(ac)

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• Respuesta del ejercicio anterior:

1. Simple Desplazamiento

2. Combinación

3. Descomposición

4. Doble Desplazamiento