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Guia no 2 la estequiometria

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Guia no 2 la estequiometria

  1. 1. AMO MI PROFESIÓN, ME SIENTO EDUCADORA DE CORAZÓN Y CON VOCACIÓN “REALIZO CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS SOBRE UNA REACCIÓN QUÍMICA BALANCEADA” INSTITUCIÓN EDUCATIVA MALTERÍA “LIDERAZGO EN EMPRENDIMIENTO Y DESARROLLO HUMANO” “TRABAJEMOS JUNTOS PARA FORTALECER NUESTRO MODELO ESCUELA NUEVA” Área: CIENCIAS Grado: UNDÈCIMO Código:Guia No 2 Acompaña: Carmenza Ramirez Gomez ♥ NOMBRE DE LA UNIDAD: Càlculos Quìmicos. ♥ ESTANDAR: Relaciono la estructura de moléculas Orgánicas e inorgánicas con sus propiedades Físicas y Químicas y su capacidad de cambio químico en diferentes tipos de reacciones. ♥ CONCEPTOS RELACIONADOS AL TEMA CENTRAL: Reactivos, productos, moles estequiometricas, moles experimentales, masa en gramos, conversiones, ley, Lavoisier, conservación masa, proporciones definidas, Louis Proust, proporciones multiples, hidrocarbiro, alcohol organico. . ♥ TEMA CENTRAL DE LA GUIA: Cálculos apartir de ecuaciones químicas o estequiometria. ♥ COMPETENCIA: Deduce las razones existentes entre cada par de sustancias participantes en una reacción, apartir de los coeficientes de la ecuación balanceada, calcula el numero de moles o de gramos de cualquier sustancia participante en una reacción química, identifica el reactivo limite de una reacción. Vivamos los momentos A-B-C-D-E. Juntos: VIVENCIA, CONOCIMIENTO, USO, PROPOSICIÓN, COMPLEMENTACIÓN A VIVENCIA Analiaza y responde las siguientes preguntas en tu cuaderno de teorìa. 1. Reconoces la siguiente reacción? Combustible + O2 → H2O + CO2 + energía. Qué nombre recibe dicha reacción? Sustenta y argumenta 2. La siguiente reacción sintetiza un proceso biológico muy importante para todo ser vivo, que nombre recibe dicho proceso? C6 O12 O6 + 6O2 → 6 H2O + 6CO2 + 38 ATP energía 3. Si la reacción anterior esta completamente balanceada, indica cuántas moles de elementos, átomos o compuestos reaccionarón y cuántos se están produciendo. 4. En la siguiente reacción química, 2SO2 (g) + O2(g) 2SO3(g) indica cuales son los reactivos y cuales los productos y cuántas moles están reaccionando y produciendose ? 5. Hallar el peso molecular de los reactivos y productos en las siguientes reacciones químicas a- CH4 + O2 → H2O + CO2 + energía. b- C6 O12 O6 + 6O2 → 6 H2O + 6CO2 + 38 ATP energía c- 6 CO2 + 6 H2O C→ 6H12O6 + 6 O2 Clorofila BFUNDAMENTACIÓN Las relaciones de una ecuación química pueden expresarse como relaciones de moléculas, de moles y de masa, asi como de volúmenes cuando están implicados gases. Mediante el ejemplo que se presenta a continuación se ilustra la clase de información que puede inferirse apartir de una ecuación química. La reacción muestra la oxidación del dióxido de azufre: 2SO2 (g) + O2(g) 2SO3(g) Observemos ahora la información que se puede inferir a partior de la ecuación anterior. De la informaciòn se deduce que una ecuación química balanceada,contiene la información necesaria para predecir cual será la cantidad de reactivo que se necesita para preparar una cierta cantidad de producto, o bien,cuanto producto se obtiene apertir de cierta cantidad de reactivo. Estos cálculos que se pueden realizar con las reacciones químicas se denominan cálculos estequiométricos y se basan en las leyes ponderales. Leyes ponderables Antonoine Laurent de Lavoisier(1743-1794,) fue elprimer quimico que comprendio la importancia de la medida en el estudio de las transformaciones químicas. Realizó cuidadosas revisiones con la balanza y obtuvo la información necesaria para proporcionar una explicación correcta de reacciones en las cuales, metales como el mercurio o el cobre se calentaban en presencia de aire. ♥ Ley de la conservación de la masa: Lavoisier generalizo sus resultados a todas las reacciones químicas enunciando la llamada ley de la conservación de la masa, que puede formularse de la siguiente manera: “En toda reacción química,la masa total de las sustancias reaccionantes es igual a la masa total de los productos de la reacción” ♥ ley de las proporciones definidas: Cuando se hace reaccionar dos elementos químicos para formar un determinado compuesto, dichos elementos siempre reaccionan en la misma proporción (2g de hidrogeno por cada 16g de oxigeno forman un mol de agua) de tal manera que si uno de estos elementos se encuentra en exceso con relación al otro, este exceso no tomará parte en la transformación. Esta proporción se mantiene a pesar de que se prepare el compuesto por diferentes procedimientos. 1 Abril 6 de 2015
  2. 2. AMO MI PROFESIÓN, ME SIENTO EDUCADORA DE CORAZÓN Y CON VOCACIÓN ♥ Asi, preparar agua combinando directamente hidrogeno y oxigeno, o bien podemos obtenerla como uno de los productos de la combustión de la madera. Los hechos anteriores solo se resumen en la llamada ley de las proporciones definidas o ley de las proporciones constantes, enunciada por el quimico francés Joseph Louis Proust, en 1799 “ las proporciones en las que se encuentran los distintos elementos que forman un compuesto son constantes e independientes del proceso seguido para su formación” ♥ ley de Dalton o de las proporciones multiples: Proust y muchos químicos de su època encontraron compuestos formados por los mismos elementos, que tenían distinta composición, por ejemplo, encontraron dos oxidos de cobre (I, II). ♥ Esto hacia pensar que la ley de Proust había fallado, sin embargo, no era asi, pues se trata de dos compuestos diferentes, dos oxidos de cobre de aspecto y propiedades diferentes y hay que recordar que esa ley si se cumple pero para un mismo compuesto dado. Esta ley se enuncia asi: “las cantidades de un mismo elemento que se combinan con una cantidad fija de otro para formar varios compuestos, están en una relación de números enteros sencillos” ♥ ¿QUE ES LA ESTEQUIOMETRIA? La estequiometria se encarga de hacer cálculos matematicos a partir de ecuaciones químicas balanceadas. Una ecuación química balanceada permite averiguar las cantidades de reaccionantes que se requieren para formar cierta cantidad de producto. Los cálculos estequiomètricos se basan en las relaciones fijas de combinaciòn que hay entre las sustancias. Dichas relaciones están indicadas por los índices numéricos que aparecen en las fòrmulas y por los coeficientes de las ecuaciones balanceadas. Los cálculos estequiomètricos requieren una unidad química que relacione los pesos de los reactantes con los pesos de los productos. Esta unidad química es la MOL. Una mol es una cantidad de material que contiene el numero de Avogadro de partículas: 6.02 X1023 . Una mol corresponde en gramos, al peso fòrmula de una sustancia; por ejemplo, una mol de SO2 contiene 64 gramos de masa y contiene 6.02X1023 molèculas. Una mol de àtomos de H contiene 6.02X1023 atomos de este elemento y su masa es1 gramo. El nùmero de moles se refiere a la cantida de estas unidades presentes en una muestra; se representa con la letra n. para calcular el nùmero de moles se divide el valor en gramos de la muestra por el valor de una mol de dicha muestra. Por ejemplo si se tiene 160 gramos de SO3 , aplicando lo anterior encontramos que hay 2 moles , poque: 160g ( valor en gramos de la muestra) = 2 moles 80g/mol ( valor de una mol) ENTRE LOS CÁLCULOS QUE SE PUEDEN OBTENER DE UNA ECUACIÒN QUIMICA TENEMOS: La cantidad de producto que se puede preparar a partir de ciertas cantidades de reactivos, el reactivo limite, el cual determina que tanto producto se puede obtener de una ecuación química, cuado se dispone de una cantidad limitada de uno de los reactivos, rendimiento de la ecuaciones químicas y la pureza del compuesto. En las reacciones químicas se presentan reactivos limite y reactivo en exceso. Al ractivo que se consume totalmente en una reacción química se le llama reactivo limitante o reactivo limite; de èl depende la cantidad máxima de producto que se forma. Cuando la reacción cesa es porque el reactivo limite ha reaccionado hasta consumirse por completo. El reactivo que sobra se llama reactivo en exceso o reactivo excedente. Rendimiento de las reacciones químicas: La cantidad máxima de producto que puede obtenerse de acuerdo con la ecuación química, partir de una cantidad de reaccionantes, se denomina rendimiento teorico. por muchas razones, la cantidad de producto que se obtiene en el laboratorio o en la industria, en una reacción química puede ser menor que la cantidad teóricamente posible. Algunas de las razones son las siguientes: Falta de cuidado al manipular el producto obtenido, las condiciones de la reacción no son adecuadas, por ejemplo, la temperatura o presión del sistema de reacción no son las ideales para el proceso. • La separación del producto deseado de la mezcla de reacción es muy difícil y no todo el producto logra aislarse, en algunos casos,un conjunto particular de reactivo da lugar a dos o mas reacciones simultaneas, formando productos indeseables además delos deseados, la cantidad o pureza de las materias primas no es optima, la cantidad real del producto que se obtiene se denomina rendimiento real. • El rendimiento real de una reacción se expresa en términos de % mediante la siguiente expresión: % rendimiento = masa del producto obtenido x100. Masa del producto teorico Pureza de los reactivos y productos: No todas las sustancias con que se trabaja en química, o que se producen en una reacción son 100% puras. Es necesario tener en cuenta las impurezas. Si el NaCl tiene un 90% de pureza significa que 90% es realmente sal; el 10% son impurezas Para la cantidad de producto que se puede preparar apartir de ciertas cantidades de reactivos analiza: Una ecuación química balanceada indica la cantidad exacta de producto que se obtiene a partir de cantidades exactas de reactivos . Por ejemplo: 2KClO3 2KCl + 3 O2 La anterior reacción nos indica: Que por cada dos moles de KClO3 se están aproduciendo a 3 moles de O2 y dos moles KCl. Si el análisis lo planteamos en masa expresada en gramos, se establece que cada 245 gramos de clorato de potasio, están reaccionando con 149g de cloruro de potasio y 96 gramos de O2. Qué ley se esta cumpliendo? ____________________________________ 2
  3. 3. AMO MI PROFESIÓN, ME SIENTO EDUCADORA DE CORAZÓN Y CON VOCACIÓN Si se tiene la siguiente reacción de combustión del metano? ¿ Què masa de oxigeno se requiere para que reaccionen completamente 24 gramos de metano, CH4? La ecuación balanceada es: CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O 1 mol 2 mol 1 mol 2 mol 16g 64 g 44g 36g Interpretando la información anterior tenemos que 16 gramos de metano reaccionan con 64 gramos de oxigeno, por lo que se puede establecer la siguiente relación para el factor de conversión que me permita solucionar el interrogante, frente a Què masa de oxigeno se requiere para que reaccionen completamente 24 gramos de metano, CH4?: 24 g de CH4 x 64 g de O2 = 96 g de O2. Masa de oxigeno que reacciona con los 24 de CH4 16 g de CH4 C ACTIVIDAD DE EJERCITACIÓN Resuelve los ejercicios en tu cuaderno. No los copies de tus compañeros, realiza tú propio esfuerzo no olvides que el orden es importante para una mejor comprensión. Repasa los conceptos antes de empezar. Con base a la siguiente reacción química llenar la siguiente tabla con los correspondientes los cálculos estequimétricos, partiendo de una masa conocida de etanol de 6.075 g y la información suministrada por la reacción química. Por ellos lo primero que debes hacer es verificar si la reacción esta completamente balanceada antes de iniciar los cálculos estequiómetricos. CH3- CH2 - OH + 3O2 2CO2 + 3H2O + E La siguiente tabla es bastante útil para que puedas visualizar los datos. n Estequiómetricas masa 6.075 g n Experimentales D ACTIVIDAD DE APLICACIÓN Resuelve los siguiente ejercicios en tu cuaderno y esttica. No copies ejercicios, realiza tú propio esfuerzo No olvides el orden. Repasa la fundamentación antes de empezar 1. ? + Jamón + Queso Sanwich Completa el interrogante en la reacción 2. 14 panes + ? + ? 7 Sanwich Completa el interrogante en la reacción, escríbelas nuevamente 3. La respiración celular es un proceso que se lleva a cabo en las crestas de las mitocondrias, la reacción química que resume dicho proceso es la siguiente ecuación: 6O2 + C6 O12 O6 → 6CO2 + 6H2O + 38 ATP energía Recuerda utilizar una tabla con base a los reaccivos y producto para los cálculos de moles estequiómetricas, experimentales y la masa. Así puedes relacionar mejor cada resultado obtenido. n Estequiómetricas masa 25g n Experimentales a) ¿Cuanta masa en CO2 vamos a exalar a la atmósfera si partimos de un dato conocido en masa de 25g de C6 O12 O6? b) ¿Halla las moles de CO2 y gramos en masa correspondiente? c) ¿Cuantos gramos de oxigeno molécular O2 debo respirar para que reaccionen con los 25 g de glucosa? d) A partir de los 0,1389 moles de glucosa, cuánta agua se produce en moles y en gramos? E ACTIVIDADES DE COMPLEMENTACIÓN 3
  4. 4. AMO MI PROFESIÓN, ME SIENTO EDUCADORA DE CORAZÓN Y CON VOCACIÓN Consulta sobre soluciones, los gases especialmente a la ley de Boyle, Charles, ecuación de estado, condiciones ideales de un gas CHACHOS…. MIS QUÍMICO CORAZONES…..APROVECHEN EL TIEMPO 4

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