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TEMA: CÁLCULOS EN QUÍMICA DOCENTE: ISSAC CALDERÓN S. QUÍMICA 1.- Conceptuar y utilizar la uma y el peso atómico. 2.- Distinguir el peso atómico, peso molecular y peso fórmula . 3.- Interpretar el mol y la masa molar. I. OBJETIVOS Los estudiantes, al término de la sesión de clases serán capaces de: ¿Cuántas moléculas hay en una gota de agua que pesa 0,018g? ¿Cuántos gramos pesa un átomo de carbono(C)? Sean casos usuales donde se aplican los cálculos químicos: Átomos de carbono II. INTRODUCCIÓN Moléculas de agua Rpta: 2x10-23 g Rpta: 6x1020 moléculas III. CÁLCULOS EN QUÍMICA Estudia la relación que existe entre la masa y la cantidad de sustancia que corresponde a sustancias químicas en forma de átomos, moléculas o iones presentes en una porción de materia. Ejemplos: Masa = 64g 6x1023átomos de cobre Masa = 342g 6x1023 moléculas de azúcar Cobre(Cu) Azúcar(C12H22O11)átomos moléculas IV. UNIDAD DE MASA ATÓMICA(UMA) • Es la unidad de masa para partículas muy pequeñas (átomos, moléculas, iones, etc). 1 uma (masa= 12uma) 1 uma = Masa(C−12) 12 Masa(C−12) 12 = 12uma 12 1uma = Equivalencia: átomo patrón • Según la IUPAC, la uma se define como la doceava parte de la masa del átomo de C-12 <> 12C. Átomo de C-12 V. PESO ATÓMICO(PA) Indica la masa del átomo de un elemento en promedio. PA(B) = 10,01x20% + 11,01x80% PA B = 10,81uma Boro(B) Ejemplo: Isótopos Significado: un átomo de boro tiene una masa de 10,81uma en promedio. Las masas de los isótopos y sus abundancias se determinan en forma experimental en un instrumento llamado espectrómetro de masas. 10𝐵𝐵 11𝐵𝐵 ISÓTOPOS MASA ABUNDANCIA 10𝐵𝐵 10,01uma 20% 11𝐵𝐵 11,01uma 80% NOTA: De la tabla periódica, otros ejemplos: VI. PESO MOLECULAR(PM) Indica la masa de la molécula de una sustancia covalente en promedio. Se halla sumando los PA de los átomos. Ejemplos: Agua: H2O PM= 2xPAH + PAO PM= 2(1uma) + 16uma Significado: una molécula de agua pesa 18uma en promedio. Anhidrido carbónico: CO2 PM= PAC + 2xPAO PM= 12uma + 2(16uma) Glucosa: C6(H2O)6 PM= 6xPAC + 12xPAH + 6xPAO PM= 6(12uma) + 12(1uma) + 6(16uma) PM= 180uma = 44uma = 18uma 𝑷𝑷𝑷𝑷 = Ʃ 𝑷𝑷𝑷𝑷 < > C6H12O6 También se puede usar el peso fórmula(PF), tanto para sustancias covalentes y iónicas, se calcula igual que el PM. Ejemplos: Agua: H2O PF= 2xPAH + PAO PF= 2(1uma) + 16uma= 18uma Amoniaco: NH3 PF= PAN + 3xPAH PF= 14uma + 3(1uma) = 17uma Cloruro sódico: NaCl PF= PANa + PACl PF= 23uma + 35,5uma PF= 58,5uma Fosfato cálcico: Ca3(PO4)2 PF= 3xPACa + 2xPAP + 8xPAO PF= 3(40uma) + 2(31uma) + 8(16uma) PF= 310uma 𝑷𝑷𝑷𝑷 = Ʃ 𝑷𝑷𝑷𝑷 NOTA: VII. MOL Es una unidad de agrupación de partículas como átomos, molécula, iones, etc. • Número de Avogadro (𝐍𝐍𝐀𝐀), en honor al científico italiano Amadeo Avogadro. • Para fines prácticos NA = 6x1023 1mol de partículas = 6,022x1023 partículas Donde: NA= 6,022x1023 Ejemplos: 1mol de(Al) Aluminio(Al) 6x1023 átomos de (Al) 1NA átomos de (Al) Agua(H2O) 1mol de(H2O) 6x1023 moléculas de (H2O) 1NA moléculas de (H2O) VIII. MASA MOLAR (�𝐌𝐌) Indica la masa en gramos de una mol de sustancia. 8.1 PARA ELEMENTOS �𝐌𝐌 𝐄𝐄 = 𝐏𝐏𝐀𝐀 𝐄𝐄 g/mol �M C = PA C g/mol PA= 12uma = 12 g/mol Ejemplo: Carbono(C) Significado: 1mol de carbono(C) pesa 12g 6x1023átomos de (C) Otros ejemplos: Calcio(Ca) PA=40uma �M Ca = 40 g/mol Hierro(Fe) PA=56uma �M Fe = 56 g/mol 8.2 PARA COMPUESTOS �𝐌𝐌 𝐗𝐗 = 𝐏𝐏𝐏𝐏 𝐗𝐗 g/mol �M H2O = PF H2O g/mol Ejemplo: Agua(H2O) PF= 18uma = 18 g/mol Significado: 1mol de agua(H2O) pesa 18g 6x1023 moléculas de (H2O) Otros ejemplos: Amoniaco(NH3) PF=17uma Glucosa(C6H12O6) PF=180uma Ejercicio : ¿Cuántas moles hay en 90g de agua H2O ? PA(uma): H = 1; O = 16 Solución: m= 90g x= número de moles =? �M = 18 g/mol PM= 2 + 16 = 18 uma n = 𝒎𝒎 �𝑷𝑷 1mol 18g x 90g x = (1mol)(90g) 18g = 5mol En general: n= número de moles m= masa(g) �M= masa molar(g/mol) m = n x �𝑷𝑷 = 90 18 �M(𝑁𝑁𝑁𝑁3) = 17 𝑔𝑔 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 �M(𝐶𝐶6𝑁𝑁12𝑂𝑂6) = 180 𝑔𝑔 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑯𝑯𝟐𝟐𝐎𝐎 VIII. BIBLIOGRAFÍA Química Esencial Lumbreras editores Artemio Chávez Salas y Jaime Huby Vela. Brown T. L., H. Eugene L., Bursten B.E., Murphy C.J., Woodward P.M. (2014). Química, la ciencia central. México. Pearson Educación. Plana de Química. Química: análisis de principios y aplicaciones. Tomo II, (2004), 3.a edición. Lima: Lumbreras Editores Número de diapositiva 1 Número de diapositiva 2 Número de diapositiva 3 Número de diapositiva 4 Número de diapositiva 5 Número de diapositiva 6 Número de diapositiva 7 Número de diapositiva 8 Número de diapositiva 9 Número de diapositiva 10 Número de diapositiva 11 Número de diapositiva 12 Número de diapositiva 13 Número de diapositiva 14
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