Importancia de los balances de Importancia de los balances de materiamateria

Llevar la contabilidad exacta de la Llevar la contabilidad exacta de la materia entrante y saliente de un materia entrante y saliente de un procesoproceso

EntradasEntradas SalidasSalidasProcesoProceso

Permiten Permiten determinar:determinar: Cuánta materia prima es necesariaCuánta materia prima es necesaria Cuánto producto será obtenidoCuánto producto será obtenido Cuál debe ser la composición de la materia Cuál debe ser la composición de la materia

prima para obtener un producto final con prima para obtener un producto final con cierta composicióncierta composición

Cuál será la composición del producto final Cuál será la composición del producto final obtenido a partir de materia prima con obtenido a partir de materia prima con cierta composicióncierta composición

Qué materiales y en qué cantidad deben Qué materiales y en qué cantidad deben adicionarse o removerse para obtener un adicionarse o removerse para obtener un producto final con ciertas características producto final con ciertas características

EjemploEjemploElaboración de mermelada de Elaboración de mermelada de

fresafresaDisponemos de un kilo de fresas y queremos Disponemos de un kilo de fresas y queremos

hacer mermeladahacer mermelada

Según la receta, debemos adicionar 300 g de Según la receta, debemos adicionar 300 g de azúcar por cada kilo de fresas y evaporar el azúcar por cada kilo de fresas y evaporar el agua necesaria para obtener una mermelada agua necesaria para obtener una mermelada con 61% de sólidoscon 61% de sólidos

De acuerdo con tablas, las fresas tienen 22% de De acuerdo con tablas, las fresas tienen 22% de sólidossólidos

Entonces... ¿cuánta mermelada podremos Entonces... ¿cuánta mermelada podremos producir?producir?

MasaMasa

DefiniciónDefinición

Medida de la cantidad de materia en Medida de la cantidad de materia en un objetoun objeto

UnidadesUnidades

SI: SI: kilogramos (kg)kilogramos (kg)

Otras: Otras: gramos (g) = 0.001 kggramos (g) = 0.001 kg

libras (lb)libras (lb) = 0.454 kg= 0.454 kg

VolumenVolumen

DefiniciónDefiniciónExtensión del espacio en tres dimensiones Extensión del espacio en tres dimensiones ocupada por un cuerpoocupada por un cuerpo

UnidadesUnidadesSI: SI: metros cúbicos (mmetros cúbicos (m33))

Otras:Otras: litros (l) = 0.001 mlitros (l) = 0.001 m33

galones (gal) = 0.0038 mgalones (gal) = 0.0038 m33

centímetros cúbicos (cmcentímetros cúbicos (cm33) = 1 x 10) = 1 x 106 6

mm33

DensidadDensidad

DefiniciónDefiniciónCantidad de masa de una sustancia que Cantidad de masa de una sustancia que ocupa determinada unidad de volumenocupa determinada unidad de volumen

CálculoCálculoDensidad = Masa/VolumenDensidad = Masa/Volumen

= M/V= M/V

UnidadesUnidades

SI:SI: kg/mkg/m33

Otras:Otras: g/cmg/cm33, g/ml, lb/ft, g/ml, lb/ft33

DensidadDensidad

factor de conversión factor de conversión entre masa y volumenentre masa y volumen

Ejemplos Ejemplos

Las densidades de sólidos y líquidos Las densidades de sólidos y líquidos puros:puros:

Son independientes de la presiónSon independientes de la presión Varían ligeramente con la Varían ligeramente con la

temperaturatemperatura

PicnómetrosPicnómetros

Volumen específicoVolumen específico

DefiniciónDefinición

Volumen ocupado por una unidad de Volumen ocupado por una unidad de masa de una sustanciamasa de una sustancia

Inverso de la densidadInverso de la densidad

CálculoCálculo

Volumen específico = Volumen específico = Volumen/MasaVolumen/Masa

Gravedad específicaGravedad específicaDefiniciónDefinición

Relación entre la densidad de una Relación entre la densidad de una sustancia y la densidad de una sustancia sustancia y la densidad de una sustancia de referencia a una condición específicade referencia a una condición específica

CálculoCálculo

SG = SG = referenciareferencia

Referencia más usada para sólidos y líquidosReferencia más usada para sólidos y líquidos

Agua a 4°C (Agua a 4°C ( = 1 g/cm = 1 g/cm33))

Densidad de sólidos y líquidos en g/cmDensidad de sólidos y líquidos en g/cm33

numéricamente igual a la numéricamente igual a la gravedad específicagravedad específica

La notaciónLa notaciónSG = 0.6 SG = 0.6 20°C 20°C //

4°C4°C

significa que la gravedad específica de una significa que la gravedad específica de una sustancia a 20°C con referencia al agua a sustancia a 20°C con referencia al agua a 4°C es 0.64°C es 0.6

Si se tiene la gravedad específica de Si se tiene la gravedad específica de una sustanciauna sustancia

al multiplicarla por la al multiplicarla por la densidad de referencia en densidad de referencia en

cualesquiera unidadescualesquiera unidades

se obtendrá la densidad de se obtendrá la densidad de la sustancia en las mismas unidadesla sustancia en las mismas unidades

Ejemplos Ejemplos

Peso atómicoPeso atómico Masa de un átomo Masa de un átomo Se expresa en umasSe expresa en umas

(unidades de masa atómica) Una uma:Una uma:

Doceava parte de la masa de un átomo de 12CEquivalente a 1.6605666 x 10-24 g

Para los elementos formados por isótopos Para los elementos formados por isótopos ……

el peso atómico es el el peso atómico es el promedio promedio ponderado de los ponderado de los

pesos atómicos de los isótopospesos atómicos de los isótopos

Entonces …Entonces …

PESO ATÓMICOPESO ATÓMICODefiniciónDefinición

Es el promedio ponderado de las masas de Es el promedio ponderado de las masas de los isótopos de un elemento en relación a los isótopos de un elemento en relación a la masa de un átomo de la masa de un átomo de 1212C, la cual es C, la cual es tomada exactamente como 12 umastomada exactamente como 12 umas

EjemplosEjemplos

Peso molecularPeso molecularDefiniciónDefinición

Suma de los pesos atómicos de los Suma de los pesos atómicos de los átomos que constituyen una átomos que constituyen una molécula de un compuestomolécula de un compuesto

EjemplosEjemplos

MOLMOL Conjunto de 6.022 x 10Conjunto de 6.022 x 102323 unidades unidades ¿Cuál es la masa de un mol?¿Cuál es la masa de un mol?

La masa de un mol, en gramos, es La masa de un mol, en gramos, es numéricamente igual al peso atómico (o numéricamente igual al peso atómico (o molecular) del elemento (o compuesto) del molecular) del elemento (o compuesto) del que se trateque se trate

EjemploEjemplo1 mol de H1 mol de H22O O

6.022 x 106.022 x 102323 moléculas de agua moléculas de agua18 g18 g

Entonces …Entonces …

MOLMOL

DefiniciónDefinición

Cantidad de una sustancia que Cantidad de una sustancia que contiene tantas unidades contiene tantas unidades elementales como átomos existen en elementales como átomos existen en 12 g de 12 g de 1212CC

EJERCICIOSEJERCICIOS

Fracción masa y fracción Fracción masa y fracción molmol

Fracción masa y fracción mol son formas Fracción masa y fracción mol son formas de expresar la concentración de una de expresar la concentración de una mezclamezcla

Fracción masa Fracción masa (y(yAA))Masa del componente A entre la masa total de Masa del componente A entre la masa total de la mezclala mezcla

yyAA = m = mAA / / ∑ ∑ mmiiademásademás

∑ ∑ yyii = 1 = 1 EJEMPLOEJEMPLOEJEMPLOEJEMPLO

Fracción mol Fracción mol (x(xAA))

Moles del componente A entre los moles Moles del componente A entre los moles totales de la mezclatotales de la mezcla

AdemásAdemás

XXAA = n = nAA / ∑ n / ∑ nii

∑ ∑ yyii = 1 = 1

EJEMPLOEJEMPLOEJEMPLOEJEMPLO

Peso molecular promedioPeso molecular promedioCociente entre la masa de una Cociente entre la masa de una

muestra de una mezcla (mmuestra de una mezcla (mtt) y el ) y el número de moles de todas las número de moles de todas las especies presentes (nespecies presentes (ntt) en la misma) en la misma

PM = mPM = mt t / / nntt

También puede calcularse como:También puede calcularse como:

PM = PM = ∑ (x∑ (xii)(PM)(PMii))EJEMPLOSEJEMPLOSEJEMPLOSEJEMPLOS

EJERCICIOSEJERCICIOS