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TEMA: ESTEQUIOMETRÍA DOCENTE: JOSÉ CASTILLO VALENCIA QUÍMICA I. OBJETIVOS Los estudiantes, al término de la sesión de clase serán capaces de: 1. Identificar las relaciones estequiométricas en aspectos cotidianos e industriales. 2. Aplicar las leyes ponderales y volumétrica que rigen en la estequiometría. II. INTRODUCCIÓN En la actualidad los elementos y compuestos químicos se pueden obtener por procesos químicos, a escala industrial y a nivel de laboratorio, lo importante en estos procesos son las mediciones de las sustancias participantes, los cuáles se logran por medio de una reacción química balanceada. EJEMPLO Cuando un avión despega se anuncia que: “en caso de despresurización de la cabina, descenderán automáticamente. máscaras de oxígeno para evitar la descompensación de los pasajeros por falta de oxígeno” El oxígeno se obtiene de la siguiente reacción de descomposición. 𝐊𝐊𝐊𝐊𝐊𝐊𝐊𝐊𝟑𝟑(𝐠𝐠) → 𝐊𝐊𝐊𝐊𝐊𝐊(𝐬𝐬) + 𝐊𝐊𝟐𝟐(𝐠𝐠) Si cada pasajero consume 2Kg de O2(g) por minuto. ¿Qué masa de clorato de potasio se debe descomponer si la emergencia de vuelo duró 20 minutos ?. ¿Cómo se realiza el cálculo? III. CONCEPTO Es una rama de la química que estudia cuantitativamente las relaciones de masas, moles y volúmenes de las sustancias que participan en una reacción química. 3.1) LEYES PONDERALES Estas leyes relacionan las masas de las sustancias que participan en una reacción química balanceada. A) LEY DE CONSERVACIÓN DE LA MASA (Antoine Lavoisier) En toda reacción química, la masa total de las sustancias que reaccionan (llamados reactivos o reactantes), es igual a la masa total de las sustancias producidas (llamados productos). Masa total de reactivos Masa total de productos= Mg + O2 MgO22 2molMg 1molO2 2mol MgO 48 g 32 g 80 g 𝐌𝐌=24g/mol 𝐌𝐌=32g/mol 𝐌𝐌=40g/mol mR = 80 g mP = 80 g 1 Comprobemos la ley de conservación de la masa con la oxidación del magnesio. Masa molar (g/mol): Mg = 24; O = 16 EJEMPLO B) LEY DE PROPORCIONES DEFINIDAS (J.L Proust) Cuando dos o más elementos se combinan para formar un determinado compuesto, lo hacen siempre en la misma proporción de masas o de moles. Esta relación de masas o de moles es independiente del proceso seguido para formarlo. 𝑚𝑚H2 4 = 𝑚𝑚O2 32 = 𝑚𝑚H2O 36 En la obtención del agua (H2O) a partir de sus elementos (síntesis de Lavoisier) se usaron 64 Kg de oxígeno (O2). ¿Cuántos gramos de agua se formarán? Masa molar (g/mol): H2=2; O2=32; H2O= 18 𝑚𝑚H2 𝟏𝟏 = 𝑚𝑚O2 𝟖𝟖 = 𝑚𝑚H2O 𝟗𝟗⇒ 𝟐𝟐𝐇𝐇 )𝟐𝟐(𝐠𝐠 + 𝟏𝟏𝐊𝐊 )𝟐𝟐(𝐠𝐠 → 𝟐𝟐𝐇𝐇𝟐𝟐𝐊𝐊 𝐠𝐠 �𝐌𝐌 = 𝟐𝟐 𝐠𝐠 𝐦𝐦𝐦𝐦𝐊𝐊 �𝐌𝐌 = 𝟑𝟑𝟐𝟐 𝐠𝐠 𝐦𝐦𝐦𝐦𝐊𝐊 �𝐌𝐌 = 𝟏𝟏𝟖𝟖 𝐠𝐠 𝐦𝐦𝐦𝐦𝐊𝐊 2 mol 1 mol 2 mol 4 g 32 g 36 g 12 g 96 g 108 g Relación en moles Relación en masa EJERCICIO 𝑛𝑛H2 𝟐𝟐 = 𝑛𝑛O2 𝟏𝟏 = 𝑛𝑛H2O 𝟐𝟐 RELACIÓN DE MOLES RELACIÓN DE MASAS 3.2) LEY VOLUMÉTRICA Joseph Gay Lussac 1778 - 1850 Ley de relaciones sencillas (Gay Lussac) Cuando dos o mas sustancias gaseosas, se combinan a las mismas condiciones de presión y temperatura, sus volúmenes están en la misma proporción de sus coeficientes estequiométricos. De la ecuación universal de los gases: P V = R T n 1C3H8(g) + 5O2(g) → 3CO2(g) + 4H2O(g) Relación de moles Relación de volúmenes 1 mol 5 mol 3 mol 4 mol 1 V 5 V 3 V 4 V 6 L 30 L 18 L 24 L Tenemos: VC3H8 𝟏𝟏 = VO2 𝟓𝟓 = VCO2 𝟑𝟑 = VH2O 𝟒𝟒 V = RT P n V = k n V n Relación directa 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
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