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Leyes Ponderales y Estequiometria 2

Dcariamcnio dc Cicncias y Tccnologa Sulsccior. Qumica Profcsor. Carlos Donoso E. Nivcl. Ano. MMXI Leyes PonderaIes y EstequIometra Leyes ponderaIes: Unalcyondcralcsaqucllaquciraialascaniidadcsdclassusianciasquc inicrvicncncnlasrcaccioncsqumicas;cnoirasalalras;sonlasqucrigcnla roorcion cnmasayvolumcnaraformarcomucsios,aradcicrminarlosscuiilizan calculos csicquiomciricos.Esias lcycs son. 1. Ley de Ia conservacIn de Ia masa de LavoIsIer 2. Ley de Proust o de Ias proporcIones deIInIdas 3. Ley de RIcbter o de Ias proporcIones recprocas 4. Ley de DaIton o de Ias proporcIones mItIpIes 1.- Ley de Ia conservacIn de Ia masa de LavoIsIer Lo mo1er1o no se oreo n1 se des1ruge, so1o se 1rons]ormo" Enoirasalalras,cnunarcaccionqumica,lasumadclasmasasdclas susiancias rcaccionanics cs igual a la suma dc las masas dc los roducios dc la rcaccionEsicrcsuliadoscdclcalqumicofranccsA.L.Lavoisicr,quicnloformulocn1774. Anicriormcnicsccrcaquclamo1er1o cradcsiruciillcyscaducacomocjcmlo.la comlusiion dcunirozodccarlonquc,dcsucsdcardcr,qucdalarcducidoaccnizas, conuncsomuyinfcrior,sincmlargo,clusodclalalanzacrmiiioalcicnificogalo comrolarqucsiscrccucralanlosgascsoriginadoscnlaoombus11n,cl s1s1emo csalaigualanicsqucdcsucsdclaccricncia,orloqucdcdujoqucla maicria cra indcsiruciillc. Porloianio,cnunaccuacionqumicadclcmosvcrlaformaqucacadaladocsicla misma caniidad dc aiomos involucrados. Ejcmlo. iomcmos la rcaccion AlCl3 + NH4OH Al(OH}3 + NH4Cl Al agrcgarlc los cocficicnics csicquiomciricos adccuados icncmos. AlCl3 + 3NH4OH Al(OH}3 + 3NH4Cl SiconiamoslacaniidaddcaiomosdcAl,Cl,N,HyOqucformanlosrcacianics, vcrcmos quc cs la misma caniidad dc aiomos quc forman los roducios.

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2.- Ley de Proust o de Ias proporcIones deIInIdas En1808,irasocIoanosdclasinvcsiigacioncs,J.L.Prousillcgoalasiguicnic conclusion. Cuondo dos o ms e1emen1os (o sus1ono1os) se unen poro ]ormor un de1erm1nodo oompues1o, 1o ooen s1empre en proporo1ones ]1]os o de1erm1nodos" Ejcmlo. Si quicro formar 1 mol dc agua

F Calculando cl cso molccular dc ioda la rcaccion. PMH2 21.0 g/mol PMO2 116 g/mol PMH2O 2g + 16g 18g Esio quicrc dccir quc, ara formar 1 mol dc agua ncccsiio 2g dc H2 y 16g dc O2, no mas, iamoco mcnos dc csia caniidad 3. Ley de RIcbter o de Ias proporcIones recprocas Fuc cnunciada or cl alcman J.D. FicIicr cn 1792 y csiallccc quc. Losmososdee1emen1osd1]eren1es,queseoomb1nonoonunom1smomosode o1ro e1emen1o, son 1os m1smos oon 1os que se oomb1nor1on en1re s1, s1 1o reooo1n es pos1b1e" Es dccir,si (a}gramosdclasusianciaArcaccionan con(l}gramosdclasusianciaDy iamlicn (c} gramos dc oira susiancia C rcaccionan con l gramos dc D, cnionccs s A y C rcaccionaran cnirc s, lo Iaran cn la rclacion ondcral a/c. Ejcmlo. Suongamos quc 1g dc O2 rcaccionara con. 0.12g dc H2 o con 2.50g dc Ca o con0.37g dc C o con4.43g dc Cl AIora, si mczclara H2 con Ca, lo Iaran cn la roorcion dc 0.12g dc Hidrogcno y 2.50g dc Calcio 4. Ley de DaIton o de Ias proporcIones mItIpIes Pucdcocurrirqucdosclcmcniossccomlincncnircsaradarlugaravarios comucsios(cnvczdcunosolo,casoqucconicmlalalcydcProusi}.Dalioncn1808 concluyo quc. Los oon11dodes de un m1smo e1emen1o que se oomb1non oon uno oon11dod ]1]o de o1ro,poro]ormorvor1osoompues1os,es1nenre1oo1ndenmerosen1eros seno111os" Ejcmlo.scioma100grdccadaunodccuairocomucsiosdccloroydcoigcno ycn cllos sc cumlc. 4

ompuestoGramos de IGramos de O2 181.3918.61 259.3240.68 346.6753.33 438.4661.54 A coniinuacion sc roccdc a luscar la rclacion ondcral g dc O/g dc Cl, con los quc sc olicndran los gramos dc oigcno quc, ara cada comucsio, corrcsondc a 1 g dc cloro; ompuestoReIacIn ponderaI resuItado 118.61/81.390.2287 240.68/59.320.6858 353.33/46.671.1427 461.54/38.461.6001 Si sc dividc or la mcnor dc las caniidadcs sc llcgara a la rclacion numcrica quc cnuncia la Lcy dc Dalion. ompuestoDIvIsIn resuItadoFrmuIa compuesto 10.2287/0.22871IO 20.6858/0.22873IO3 31.1427/0.22875IOS 41.6001/0.22877IO? EcuacIn qumIca Todo camlio qumico, valc dccir, iodo roccso quc modifiquc las roicdadcs mas rofundas dc la maicria, sc ucdc rcrcscniar mcdianic una ecuacIn qumIca.Podcmos rcrcscniarla dc la siguicnic forma. aA + lDcC + dD Dondcy , corrcsondcn a los reactantes o reaccIonantes yy D, a los productos. Losicrminosa,b,cyd,scdcnominancoeIIcIentesestequIomtrIcoscindicanlas roorcioncsdccomlinaciondclosrcacianicsylasroorcioncsdcroducios olicnidas. Imorianic.Unarcaccionqumicanonosinformasolrclacncrgancccsariaaracl roccsoolilcradalucgodccl.Tamoconosdainformacionsolrclavclocidaddcla rcaccion. S

EI moI Como los aiomos y las molcculas son ian cqucnos, no odcmos csarlos. Por lo ianio, dclcmos considcrar una caniidad fija dc cllos ara ial fin. Esa caniidad sc llama Numcro dc Avogadro y cquivalc a 6,02 1023 Dccsiaforma,icncrunmoIdcunasusianciasignifica.icncr6,02x1023aiomoso molcculas, scgun las unidadcs quc la formcn. En oiras alalras. 1 mol 6,02 1023 aiomos o molcculas. PesotmIco(P.Corrcsondcalcsocngramosdc1moldcaiomosdcun dcicrminado clcmcnio qumico. Ejcmlo.ElcsoaiomicodclHicrro(Fc}cs55,8g.Esiosignificaquc55,8gramosdcl clcmcnio coniicncn 6,021023 aiomos dc Fc. PesoMoIecuIar(PM.Corrcsondcalcsocngramosdc1moldcmolcculasdcun clcmcnio o comucsio. Ejcmlo.ElogcnosccncucniracnlanaiuralczaformandomolcculasdcO2.Elcso aiomicodclOgcnocs16.Lucgocomo Iay dosogcnosormolccula,cl csoioialcs 32. Si csc cso lo crcsamos cn gramos, sc llama Pcso Molccular dcl Ogcno y su valor scra32g.Esiosignificaquccn32gramosdcOgcnoIay6,021023molcculasdcl clcmcnio. mportante.Lasmolcculassonagruacioncsdcdosomasaiomosqucucdcnscr igualcs (clcmcnio} o disiinios (comucsio} DetermInacIn deI peso moIecuIar de una sustancIa Unaformadcdcicrminarclcsomolcculardcunasusiancia,cssimlcmcnic sumar los csos aiomicos dc los clcmcnios rcscnics cn la formula, muliilicados or la caniidad cn quc aarcccn cn clla. Ejcmlo. Dcicrmincmos cl PM dcl Al2(SO4}3. PM Al2(SO4}3 2PAAl + 3(PAS+4PAO} PM Al2(SO4}3 2PAAl + 3PAS+12PAO PM Al2(SO4}3 227 + 3(32+416} PM Al2(SO4}3 54 + 3(32+64} PM Al2(SO4}3 54 + 396 54 + 288 PM Al2(SO4}3 342 |g/mol| 6

Pureza. Corrcsondc a la caniidad rcal dc una susiancia rcscnic cn cicria masa dc clla. Ejcmlo.Suongamosqucicncmos45gramosdcNaCl,cuyaurczacsdcl80 %.Esio quicrc dccir quc, solo cl 80% dc csa caniidad corrcsondc al comucsio mcncionado. El rcsianic 20% corrcsondc a imurczas. Calculcmos dicIa caniidad Si 45 g dc NaCl100% Enionccs g dc NaCl80% Fcsolvicndolaroorcionicncmosqucdclossuucsios"45gramosdcNaCl,solo36 gramos corrcsondcn al comucsio. nIormacIn que nos entrega una reaccIn qumIca Ejcmlo. Tomcmos la siguicnic rcaccion 4FcS2 + 11O22Fc2O3 + 8SO2 PT. Scdcnomina,concsiasiglaalascondicioncsnormalcsdcrcsiony icmcraiura". Esias son. - ara la rcsion. 760 mm dc Hg o 1 aim. - ara la icmcraiura. 273 K o 0C. Loimorianic.Si1moldccualquicrsusiancia,sccncucniracncsiadogascosoara csias condicioncs dc rcsion y icmcraiura, ocuara un volumcn igual a 22,4 L. Fcsumicndo. 4 molcculas 11 molcculas 2 molcculas 8 molcculas 4 molcs dc molcculas 11 molcs dc molcculas 2 molcs dc molcculas 8 molcs dc molcculas 4PM11PM2PM8PM 4119,S113221S9,6864 479,2352319,2512 ?

ReactIvo IImIte o IImItante Dadasdoscaniidadcscualcsquicradclosrcacianics,clrcaciivolimiianicscra aqucl quc rcaccionc comlciamcnic cn la rcaccion. Para calcularlo usamos roorcioncs. Vcamos un cjcmlo. En la rcaccion dcl cjcmlo anicrior icncmos quc. 4FcS2 + 11O22Fc2O3 + 8SO2 479,2g+ 352g319,2+512g Pcro,suongamosqucicncmos56gdcFcS2y80gdcO2,CualscraclFcaciivo Limiianic? Dcsarrollo. a} Vcamos si cl FcS2ucdc rcaccionar comlciamcnic. Scgunlaccuacionicncmosquc OscaqucicncmosO2dcsolraaraascgurarnosquciodoclFcS2rcaccionc.Esio significaqucclFcS2csclFcaciivoLimiianic(yaqucucdcrcaccionarcomlciamcnic, sin rollcmas}. mportancIa.FrcnicaunrollcmacomoclqucIcmosdcscriioyascgurandonoscn rimcrlugarquclaccuacioncsiccquililrada,ladcicrminaciondclFcaciivoLmiic, crmiiira qucuscmoscscvalor,aracalcularcaciamcniccuanioroduciodclcrcmos cscrar. RendImIento de una reaccIn Eisicn divcrsos faciorcs quc afccian cl dcsarrollo dc una rcaccion. Tcmcraiura, imurczas, oiros roducios quc no son los rincialcs, cic. Por lo ianio, cuando Iaccmos rcaccionar los rcacianics, no ncccsariamcnic olicndrcmos lo quc cl calculo icorico, quc sclasacnlaccuacionqumicalalanccadanosindica.Acsicvalor,lollamarcmos rend1m1en1o1er1oo.Poroirolado,alolicncrclroducio,dclquccalcularcmos finalmcnic su rcndimicnio, dclcmos scararlo y csarlo lajo cicrias condicioncs (quc no icngasolvcnic u oirassusianciasmczcladasconcl,cic.}.Elrcsuliado dccsiamcdicion lcllamarcmosrend1m1en1oreo1.Dccsiamancra,clrcndimicniodclarcaccion,ara csc roducio, quc sc crcsara cn forma orccniual, sc calcula dc la siguicnic mancra. S

O iamlicn, cn forma mas alrcviada