La ley de la conservación de la masa

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La ley de la conservación de la masa

  1. 1. Universidad Técnica Estatal de Quevedo Facultad de ciencias de la Ingeniería Escuela de Ingeniería Mecánica Tema: Ley de la conservación de la materia o ley de Lavoisier Y Reacciones combinadas Autores: Aguayo Litardo Juan. Burgos Alcívar Johnny. BuenañoSornoza José. Carranza Freire Luis. Cedeño Barrera José. Franco Morán Limbér. Morán Avilés Gloria. Ordoñez Carranza Kevin. Peñafiel Soledispa Johnny. Sánchez Cruz Edison. Suárez Muñoz Luis. Docente: Ing. Azucena Bernal QUEVEDO - ECUADOR 2013 – 2014
  2. 2. ÍNDICE 1. Introducción…………………………………………………………..……… 1 2. Historia de la ley de la conservación de la materia……..…….…….…... 2 3. Ley de la conservación de la materia………………………....………..… 3 4. Reacciones de combinación o síntesis………….…………………...…… 5 5.Factores que afectan la velocidad de reacción………………....………... 8 6. Bibliografía………………………….......…………………………………….11
  3. 3. Introducción La Química es una ciencia que estudia tanto la composición, estructura y propiedades de la materia como los cambios que ésta experimenta durante las reacciones químicas y su relación con la energía. En las ciencias naturales hace que sea considerada una de las ciencias básicas. La química es de gran importancia en muchos campos del conocimiento, como la ciencia de materiales, la biología, la farmacia, la medicina, la geología, la ingeniería y la astronomía, entre otros. Los procesos naturales estudiados por la química involucran partículas fundamentales (electrones, protones y neutrones), partículas compuestas (núcleos atómicos, átomos y moléculas) o estructuras microscópicas como cristales y superficies. En la mayor parte de las reacciones químicas hay flujo de energía entre el sistema y su campo de influencia, por lo cual puede extenderse la definición de reacción química e involucrar la energía cinética (calor) como un reactivo o producto. Aunque hay una gran variedad de ramas de la química, las principales divisiones son: bioquímica, fisicoquímica, química analítica, química inorgánica, química orgánica Por ello en este documento demostraremos ciertos tipos de reacciones químicas que se producen al relacionar ciertos compuestos en estados determinados, en nuestro entorno.
  4. 4. HISTORIA LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA MATERIA La ley de conservación de la masa, ley de conservación de la materia o ley de Lomonósov-Lavoisier es una de las leyes fundamentales en todas las ciencias naturales. Fue elaborada independientemente por Mijaíl Lomonósov en 1745 y por Antoine Lavoisier en 1785. Se puede enunciar como «En una reacción química ordinaria la masa permanece constante, es decir, la masa consumida de los reactivos es igual a la masa obtenida de los productos». Una salvedad que hay que tener en cuenta es la existencia de las reacciones nucleares, en las que la masa sí se modifica de forma sutil, en estos casos en la suma de masas hay que tener en cuenta la equivalencia entre masa y energía. Esta ley es fundamental para una adecuada comprensión de la química. Los ensayos preliminares hechos por Robert Boyle en 1673 parecían indicar lo contrario: pesada meticulosa de varios metales antes y después de su oxidación mostraba un notable aumento de peso. Estos experimentos, por supuesto, se llevaban a cabo en recipientes abiertos. La combustión, uno de los grandes problemas que tuvo la química del siglo XVIII, despertó el interés de Antoine Lavoisier porque éste trabajaba en un ensayo sobre la mejora de las técnicas del alumbrado público de París. Comprobó que al calentar metales como el estaño y el plomo en recipientes cerrados con una cantidad limitada de aire, estos se recubrían con una capa de calcinado hasta un momento determinado del calentamiento, el resultado era igual a la masa antes de comenzar el proceso. Si el metal había ganado masa al calcinarse, era evidente que algo del recipiente debía haber perdido la misma cantidad de masa. Ese algo era el aire. Por tanto, Lavoisier demostró que la calcinación de un metal no era el resultado de la pérdida del misterioso flogisto, sino la ganancia de algún material: una parte de aire. La experiencia anterior y otras más realizadas por Lavoisier pusieron de manifiesto que si tenemos en cuenta todas las sustancias que forman parte en una reacción química y todos los productos formados, nunca varía la masa.
  5. 5. LEY DE LA CONSERVACION DE LA MATERIA Esta es la ley de la conservación de la masa, que podemos enunciarla, pues, de la siguiente manera: "En toda reacción química la masa se conserva, esto es, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos". Es decir que, “La materia no se crea ni se destruye únicamente se transforma”. Cuando se enunció la ley de la conservación de la materia no se conocía el átomo, pero con los conocimientos actuales es obvio: puesto que en la reacción química no aparecen ni destruyen átomos, sino que sólo se forman o rompen enlaces (hay un reordenamiento de átomos), la masa no puede variar. "En toda reacción química la masa se conserva, esto es, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos"
  6. 6. Ley de las proporciones constantes La ley de las proporciones constantes o ley de las proporciones definidas es una de las leyes estequiométricas, según la cual cuando se combinan dos o más elementos para dar un determinado compuesto, siempre lo hacen en una relación de masas constantes. Fue enunciada por Louis Proust, basándose en experimentos que llevó a cabo a principios del siglo XIX por lo tanto también se conoce como Ley de Proust. Para los compuestos que la siguen, por tanto, proporción de masas entre los elementos que los forman es constante. En términos más modernos de la fórmula molecular, esta ley implica que siempre se van a poder asignar subíndices fijos a cada compuesto. Hay que notar que existe una clase de compuestos, denominados compuestos no estequiométricos (también llamados bertólidos), que no siguen esta ley. Para estos compuestos, la razón entre los elementos puede variar continuamente entre ciertos límites. Naturalmente, otras sustancias como las aleaciones o los coloides, que no son propiamente compuestos sino mezclas, tampoco siguen esta ley. Se le llama materia a todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio. En la mayoría de los casos, la materia se puede percibir o medir mediante distintos métodos de química analítica. Ley de las proporciones múltiples La ley de Dalton o ley de las proporciones múltiples formulada en 1808 por el físico, químico y matemático británico John Dalton, es una de las leyes estequiométricas más básicas. Fue demostrada por el químico y físico francés Louis Joseph Gay-Lussac. «Cuando dos o más elementos se combinan para dar más de un compuesto, la masa de uno de ellos, se une a una masa fija del otro, tienen como relación números enteros y sencillos». Esta ley afirma que cuando dos elementos se combinan para originar distintos compuestos, dada una cantidad fija de uno de ellos, las diferentes
  7. 7. cantidades del otro que se combinan con dicha cantidad fija para dar como producto los compuestos, están en relación de números enteros sencillos. Esta fue la última de las leyes ponderales en postularse. Dalton trabajó en un fenómeno del que Proust no se había percatado, y es el hecho de que existen algunos elementos que pueden relacionarse entre sí en distintas proporciones para formar distintos compuestos. Así, por ejemplo, hay dos óxidos de cobre, el CuO y el Cu2O, que tienen un 79,89% y un 88,82% de cobre, respectivamente, y que equivalen a 3,973 gramos de cobre por gramo de oxígeno en el primer caso y 7,945 gramos de cobre por gramo de oxígeno en el segundo. La relación entre ambas cantidades es de 1:2 como se expresa actualmente con las fórmulas de los compuestos derivados de la teoría atómica. REACCIONES DE COMBINACION O SINTESIS En este tipo de reacciones, se combinan dos o más sustancias que pueden ser elementos o compuestos para formar un producto. Las reacciones de este tipo se clasifican como de combinación o síntesis, y se representan de forma generalentre las reacciones de combinación tenemos las siguientes posibilidades: Metal + no metal  compuesto binario (óxido, sulfuro o haluro) Para los metales de los grupos IA, IIA y también para el aluminio, zinc y plata, siempre podemos predecir el producto que han de formar. Para otros metales que tienen estado de oxidación variable, el producto final depende de las condiciones de reacción, pero generalmente se necesita más información para predecir el producto. Considere el siguiente ejemplo: Esta reacción es muy exotérmica, es decir que libera bastante energía. En el recipiente se ha agregado arena para absorber el calor y, finalmente, unas gotas de agua para acelerar la reacción química.
  8. 8. Otro ejemplo de este tipo de reacción química, es la reacción entre aluminio metálico con bromo líquido para producir cloruro de aluminio sólido según la siguiente ecuación: No metal + oxígeno óxido de no metal En general, hay una variedad de productos que pueden formarse en reacciones de este tipo. Por ejemplo cuando el carbono se combina con el oxígeno, si la cantidad de oxígeno presente es limitada, el producto es monóxido de carbono (CO); si hay un exceso de oxígeno, el producto es dióxido de carbono (CO 2), como se puede observar en las siguientes ecuaciones: Oxido de metal + agua hidróxido de metal Por ejemplo, el óxido de calcio (CaO) se combina con el agua para formar hidróxido de calcio de acuerdo a la siguiente ecuación: La fórmula del hidróxido formado está determinada por el conocimiento del número de oxidación del metal y la carga del ion hidroxilo (OH -). Si el metal presenta más de un estado de oxidación el estado de oxidación en el hidróxido es siempre igual al que tenía el óxido. Por ejemplo, el óxido de hierro (III) forma el hidróxido de hierro (III). Debido a la formación del hidróxido del metal o base, a partir del óxido de metal en agua, el óxido del metal es algunas veces llamado óxido básico. Oxido de metal + agua oxácido Los óxidos de no metales reaccionan con agua para formar oxácidos. Por esta razón son frecuentemente llamados óxidos ácidos. Ejemplo, el dióxido de azufre reacciona con agua para formar ácido sulfuroso según la siguiente ecuación:
  9. 9. El dióxido de azufre, SO2 puede ser oxidado en el aire para formar SO 3. Cuando éste se combina con el agua, se produce ácido sulfúrico. Oxido de metal + óxido de no metal sal Estas reacciones se pueden considerar como reacciones de neutralización. Puesto que el óxido del metal es un anhídrido básico y el óxido de un no metal es un anhídrido ácido, la combinación de éstos para formar la sal es realmente un tipo de reacción ácido-base. Una forma de predecir el producto formado en reacciones de este tipo es considerar cuál base o hidróxido el óxido de metal formaría es estuviera en agua y cuál ácido el óxido del no metal formaría si estuviera en agua. Luego decidiendo cuál sal pueden formar el ácido y la base se determina el producto. Por ejemplo: FACTORES QUE AFECTAN LA VELOCIDAD DE REACCION Concentración: La velocidad de reacción aumenta con la concentración, como está descrito por la ley de velocidad y explicada por la teoría de colisiones. Al incrementarse la concentración de los reactantes, la frecuencia de colisión también se incrementa. Presión: La velocidad de las reacciones gaseosas se incrementa muy significativamente con la presión, que es, en efecto, equivalente a incrementar la concentración del gas. Para las reacciones en fase condensada, la dependencia en la presión es débil, y sólo se hace importante cuando la presión es muy alta. Orden: El orden de la reacción controla cómo afecta la concentración (o presión) a la velocidad de reacción.
  10. 10. Solvente: Muchas reacciones tienen lugar en solución, y las propiedades del solvente afectan la velocidad de reacción. La fuerza iónica también tiene efecto en la velocidad de reacción. Radiación electromagnética e intensidad de luz: La radiación electromagnética es una forma de energía. Como tal, puede aumentar la velocidad o incluso hacer que la reacción sea espontánea, al proveer de más energía a las partículas de los reactantes. Esta energía es almacenada, en una forma u otra, en las partículas reactantes (puede romper enlaces, promover moléculas a estados excitados electrónicos o vibraciones, etc.), creando especies intermediarias que reaccionan fácilmente. Al aumentar la intensidad de la luz, las partículas absorben más energía, por lo que la velocidad de reacción aumenta. Por ejemplo, cuando el metano reacciona con cloro gaseoso en la oscuridad, la velocidad de reacción es muy lenta. Puede ser acelerada cuando la mezcla es irradiada bajo luz difusa. En luz solar brillante, la reacción es explosiva. Un catalizador: La presencia de un catalizador incrementa la velocidad de reacción (tanto de las reacciones directa e inversa) al proveer de una trayectoria alternativa con una menor energía de activación. Por ejemplo, el platino cataliza la combustión del hidrógeno con el oxígeno a temperatura ambiente. Isótopos: El efecto isotópico cinético consiste en una velocidad de reacción diferente para la misma molécula si tiene isótopos diferentes, generalmente isótopos de hidrógeno, debido a la diferencia de masa entre el hidrógeno y el deuterio. Superficie de contacto: En reacciones en superficies, que se dan por ejemplo durante catálisis heterogénea, la velocidad de reacción aumenta cuando el área de la superficie de contacto aumenta. Esto es debido al hecho de que más partículas del sólido están expuestas y pueden ser alcanzadas por moléculas reactantes. Mezclado: El mezclado puede tener un efecto fuerte en la velocidad de reacción para las reacciones en fase homogénea y heterogénea.
  11. 11. BIBLIOGRFIA Didáctica de Química inorgánica ------ primera edición ------ autor: ing. Ramón vera Navarrete http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_conservaci%C3%B3n_de_la_materia http://medicina.usac.edu.gt/quimica/reacciones/Reacciones_de_combina ci_n_o_s_ntesis.htm

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