Presentaciones adaptadas al texto del libro:  “Temas de química (I) para alumnos de ITOP e ICCP”Tema 2.-Reacciones Química...
SUSTANCIAS PURAS Cambios físicos                                           Cambios Químicos                               ...
Hasta finales del XVIII y principios del XIX no se sabía casi nada acerca de la composición     de la materia y lo que suc...
1. LEYES PONDERALES.   1789.   Ley de Lavoisier de la conservación             de la masa.Lavoisier comprobó              ...
En una reacción                                                  química, la materia no                                   ...
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1799. Ley de Proust de lasproporciones definidas.Afirma que:     Cuando dos    elementos se   combinan para       formar u...
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Así, por ejemplo,  el amoniaco                    un 82.25 % de nitrógeno siempre tendrá                  y un 17,25 % de ...
La ley de Proust             no impide que    dos o más elementos                      se unan   en varias proporcionespar...
1805. Ley de Dalton de las proporcionesmúltiples.                    Cuando dos elementos                    se combinan p...
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1805. Ley de Dalton de las proporcionesmúltiples.              agua y peróxido de hidrógeno    ambas formadas por los elem...
LOS FILÓSOFOS GRIEGOS SE PREGUNTABAN:¿Es posible dividir la materia en pedazos cada vez más pequeños,       o hay un punto...
PARTEN ON    ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
TEORÍA ATÓMICA DE DALTON 1808                                John Dalton enunció en su                                  fa...
TEORÍA ATÓMICA DE DALTON 18082.- Hay diferentes clases de átomos.Cada clase posee                 su        tamaño        ...
TEORÍA ATÓMICA DE DALTON 18084.- Los compuestos químicos puros estánconstituidos por átomos de distintos elementoscombinad...
Símbolos y fórmulas.A cada una de las clases de átomos de la teoría de Dalton sele asignó un símbolo, con diferentes oríge...
Molécula es la cantidad más pequeña que puede existir de uncompuesto que conserva las propiedades de dicho compuesto.     ...
2.LEYES VOLUMÉTRICAS.         HIPÓTESIS   DE AVOGADRO.    ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcc...
El problema de la asignación de fórmulas fue una     cuestión que mantuvo a los científicos       preocupados durante larg...
siglo XIXlos experimentos con gases en el   laboratorio                                      Humphry Davy (1778-1829) inic...
Gay-Lussac tras                muchos         experimentos llegó a         la conclusión de que:                          ...
Es decir, mediante fórmulas puede escribirse                               1                                          2   ...
La teoría atómica no podía explicar la ley de Gay Lussac de              los volúmenes de combinación                     ...
El italiano Amadeo Avogadro                                           (1811), analizando la ley de                        ...
Sabemos que: casi                          N2                   Con ello, quedan todas las sustancias                     ...
3. Peso atómico, ecuaciónquímica y estequiometría    ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
La teoría atómica de                                                   DaltonSobre la materia amediados delsiglo XIX se sa...
4. Concepto de masa atómica     ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
La teoría atómica no podía explicar la ley de Gay Lussac de              los volúmenes de combinación                     ...
El italiano Amadeo Avogadro                                           (1811), analizando la ley de                        ...
PERO ¿LA HIPÓTESIS DE AVOGADRO?”Volúmenes iguales de gases, medidos en las mismascondiciones de presión y temperatura, deb...
AVOGADRO                        CANNIZZARO                                LOSCHMIDT    (1811)                          (18...
Los científicos XIX eran conscientes de que los    átomos de diferentes elementos tienen                diferentes masas. ...
Cuando se dieron cuenta de que el agua contenía dos      átomos de hidrógeno por cada uno de oxígeno   concluyeron que la ...
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0,086 g Helio                                                  =          0,125       0,688 g OxígenoHoy sabemos que:Pat H...
Es decir, mediante fórmulas puede escribirse              H2 + Cl2                           2HClO lo que es lo mismo:    ...
Y también…    2                          1                                    2volúmenes                  volumen         ...
Para asignar las masas  El número de Avogadro                               atómicas se define la uma que                 ...
LOS ISÓTOPOS                                            La masa de un neutrón es                                          ...
ACTUALMENTE LOS PESOS ATÓMICOS Y  MOLECULARES SE DEFINEN DE LA SIGUIENTE                 MANERA:     Peso atómico:        ...
5. Formulas empíricas y          moleculares.Deducción de formulas.ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la ...
DEDUCCIÓN DE FORMULAS                                                          y su número               CH               ...
Conocer la composición porcentual                          Conocer la fómula empírica           % en masa                 ...
6.CONCEPTO DE MOL.           Número de Avogadro.El término mol proviene del latín moles, que significa                    ...
EL MOL En principio se define mol, como la cantidad demateria (átomos, moléculas o iones) que contienen                   ...
EL MOL Mediante diversos experimentos científicos se hadeterminado que el número de átomos que hay en        12g de 12C es...
Avogadro contando el                             número de moléculas en un                                                ...
En definitiva:                     un mol contiene    el número de Avogadro ( 6.02·1023)       de unidades de materia físi...
UNA MOLÉCULA DE AGUA                                               UN MOL DE AGUA                                   (SI EL...
7. Leyes de los GasesROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
LEY DE BOYLE          Fue descubierta por Robert Boyle en 1662.  Edme Mariotte también llegó a la misma conclusión que Boy...
Lo que Boyle descubrió es que si la cantidad de gas y latemperatura permanecen constantes, el producto de lapresión por el...
Otra manera de expresar la ley de BoyleSupongamos que tenemos un cierto volumen de gas V1 quese encuentra a una presión P1...
LEY DE GAY-LUSSAC       Relación entre la presión y la temperatura de un gas                 cuando el volumen es constant...
Gay-Lussac descubrió que al aumentar la temperatura lasmoléculas del gas, el cociente entre la presión y latemperatura sie...
Otra manera de expresar la ley de Gay-LussacSupongamos que tenemos un gas que se encuentra a unapresión P1 y a una tempera...
LEY DE LOS GASES IDEALESROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
V= k3n k2 T k11/P            P V= k3n k2 T k11/P PP V= k3n k2 T k1                      P V= n k1k2k3 T     ROCÍO LAPUENTE...
P V = n k1k2k3 T              PV=nR TLEY DE LOS GASES IDEALES ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Const...
ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
Para un mismo                                                         número de molesROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de...
8. Cálculos Estequiométricos .      ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
Estequiometría          Stoecheion                 Metron          Elemento                   MedidaROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- ...
Cálculos                    cantidades de sustancia que reaccionanestequiométricos                cantidades de sustancia ...
AJUSTE, IGUALACIÓN O “BALANCEO” DE REACCIONES.En una reacción ni se crean ni se destruyen átomos:números de cada elemento ...
Usamos los símbolos (g), (l), (s) y (ac) Para gas, líquido,sólido y disolución acuosa. Cuando se forma un sólido comoprodu...
CÁLCULOS CON FÓRMULAS Y ECUACIONES QUÍMICASEl concepto de mol nos permite aprovechar a nivelmacroscópico práctico la infor...
9. Reactivo LimitanteROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
En una reacción química, los reactivos pueden estar o no enla proporción exacta que determinan sus coeficientesestequiomét...
10. RendimientoROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
RENDIMIENTO TEÓRICO: Cantidad de producto que, segúnlos cálculos, se forma cuando reacciona todo el reactivolimitanteRENDI...
11. Disoluciones:        modos de expresar la              concentraciónROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería d...
-Disolvente (mayor cantidad)Composición de las                               - Soluto (menor cantidad)disoluciones        ...
1.-                                       Moles de solutoMolaridad          M=                   Volumen de               ...
Moles de soluto2.-Molalidad               m =                                                        (moles/Kg)           ...
Moles de soluto                                        Moles de solutoM =                                          m =    ...
12. DiluciónROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
Partiendo de disoluciones concentradas, se pueden obtener    otras menos concentradas por dilución.    Para ello se toma u...
VALORACIONES-Método para determinar la concentración de una disolución, utilizando otradisolución de concentración conocid...
(Laboratorio del Alquimista, ca. 1650)ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
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Tema2 reaccionesqumicas-estequiometriaydisoluciones-110507144012-phpapp02

  1. 1. Presentaciones adaptadas al texto del libro: “Temas de química (I) para alumnos de ITOP e ICCP”Tema 2.-Reacciones Químicas.Estequiometría. Disoluciones ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ Departamento de Ingeniería de la Construcción UNIVERSIDAD DE ALICANTE ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  2. 2. SUSTANCIAS PURAS Cambios físicos Cambios Químicos TRANSFORMACIÓNNo implican cambiode composiciónEj Cambio de fase REACCIONES QUÍMICASPara llegar a establecer la forma de medir la materia y las relaciones que existen entre reactivos y productos, se aplicó de manera intuitiva el método científico. ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  3. 3. Hasta finales del XVIII y principios del XIX no se sabía casi nada acerca de la composición de la materia y lo que sucedía cuando reaccionaban. Precisamente en esta época se empiezan a enunciar algunas leyes básicas sobre lastransformaciones de la materia que culminan con la Teoría Atómica de DaltonEstas leyes enunciadas por orden cronológicopueden resumirse así: ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  4. 4. 1. LEYES PONDERALES. 1789. Ley de Lavoisier de la conservación de la masa.Lavoisier comprobó que en cualquierreacción química,la suma de las masas de los la suma de las masas de productos que reaccionan = los productos obtenidos Esto significa que: ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  5. 5. En una reacción química, la materia no se crea ni se destruye, tan sólo se transforma. Por ejemplo, si 10 gramos de A se combinan con 20 gramos de B, se obtienen 30 gramos deAntoine Lavoisier: 1734-1794 A B. ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  6. 6. +ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  7. 7. 1799. Ley de Proust de lasproporciones definidas.Afirma que: Cuando dos elementos se combinan para formar uncompuesto, lo hacen siempre enproporciones de peso Joseph Louis Proust, fijas y definidas. (1754-1826) ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  8. 8. ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  9. 9. Así, por ejemplo, el amoniaco un 82.25 % de nitrógeno siempre tendrá y un 17,25 % de hidrógeno sea cual sea el método empleado para obtenerlo. La ley de las proporciones definidas constituyó unapoderosa arma para los químicos en la búsqueda de la composición.Proust vino a nuestro país a impartir clases de química, en Segovia y Madrid. ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  10. 10. La ley de Proust no impide que dos o más elementos se unan en varias proporcionespara formar varios compuestos ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  11. 11. 1805. Ley de Dalton de las proporcionesmúltiples. Cuando dos elementos se combinan para dar más de un compuesto, los pesos de un elemento que se combinan con una cantidad fija del otro, guardan entre si una relación numérica Dalton 1766-1844 sencilla. ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  12. 12. ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  13. 13. 1805. Ley de Dalton de las proporcionesmúltiples. agua y peróxido de hidrógeno ambas formadas por los elementos hidrógeno y oxígeno al formar agua: en el peróxido de hidrógeno,8.0 g de oxígeno reaccionan hay 16.0 g de oxígeno por cada con 1.0 g de hidrógeno 1.0 g de hidrógeno la proporción de la masa de oxígeno por gramo de hidrógeno entre los dos compuestos es de 2:1 Usando la teoría atómica, podemos llegar a la conclusión de que el peróxido de hidrógeno contiene dos veces más átomos de oxígeno por átomo de hidrógeno que el agua. ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  14. 14. LOS FILÓSOFOS GRIEGOS SE PREGUNTABAN:¿Es posible dividir la materia en pedazos cada vez más pequeños, o hay un punto en el que no se puede dividir más? Demócrito Platón y Aristóteles “La materia se compone de pequeñas partículas indivisibles “ A esas partículas las llamó “La materia es ATOMOS infinitamente divisible” Cierto: FALSO Dalton 2000 años después ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  15. 15. PARTEN ON ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  16. 16. TEORÍA ATÓMICA DE DALTON 1808 John Dalton enunció en su famosa teoría atómica basada en las relaciones ponderales antes mencionadas y puede resumirse en los siguientes Dalton puntos: 1766-18441.- La materia está compuesta por partículasindivisibles, extremadamente pequeñas, denominadasatomos. ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  17. 17. TEORÍA ATÓMICA DE DALTON 18082.- Hay diferentes clases de átomos.Cada clase posee su tamaño y propiedadescaracterísticas.3.- Cada clase de átomos corresponde a unelemento distinto.Todos los átomos de un elemento dado sonidénticos. ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  18. 18. TEORÍA ATÓMICA DE DALTON 18084.- Los compuestos químicos puros estánconstituidos por átomos de distintos elementoscombinados entre sí, mediante relaciones sencillas.5.- Las reacciones químicas consisten en lacombinación, separación o reordenación de losátomos. Los átomos permanecen inalterados encualquier transformación. ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  19. 19. Símbolos y fórmulas.A cada una de las clases de átomos de la teoría de Dalton sele asignó un símbolo, con diferentes orígenes: nitrógeno N hidrógeno H carbono C ferrum, hierro Fe proceden del latín aurum, oro Au natrium sodio Na kalium, potasio K francio Fr germanio Ge símbolos relacionados con el nombre de un país polonio Po ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  20. 20. Molécula es la cantidad más pequeña que puede existir de uncompuesto que conserva las propiedades de dicho compuesto. imaginémonos 1 cm3 de agua (H20) que se va dividiendo sucesivamente en mitades Si esto pudiera hacerse indefinidamente una sola molécula de agua la mínima cantidad de agua posible La molécula de agua podría aún dividirse en átomos de hidrógeno y oxigeno,pero entonces dejaría de ser agua para convertirse, precisamente, en sus elementos (hidrógeno y oxigeno).LAS MOLÉCULAS DE LOS COMPUESTOS SE REPRESENTAN POR FÓRMULAS. ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  21. 21. 2.LEYES VOLUMÉTRICAS. HIPÓTESIS DE AVOGADRO. ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  22. 22. El problema de la asignación de fórmulas fue una cuestión que mantuvo a los científicos preocupados durante largo tiempo El siglo pasado se podían determinar, pero esto no es suficiente para asignar por análisis químico, una fórmula, si no se conoce el peso de los el porcentaje en peso de átomos de loslos elementos presentes en elementos un compuesto ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  23. 23. siglo XIXlos experimentos con gases en el laboratorio Humphry Davy (1778-1829) inició laempezaban a ser electroquímica. Su fama comenzó cuando frecuentes experimentó con el gas de la risa cuando trabajaba en Bristolse conocían más de y se disponía de técnicas para diez sustancias realizar medidas de gases con gaseosas alguna precisión ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  24. 24. Gay-Lussac tras muchos experimentos llegó a la conclusión de que: Joseph Louis Gay-Lussac, (1778-1850)”los volúmenes de los gases que reaccionan o se forman enuna reacción química, guardan entre si una relación numéricasencilla, siempre que todos los gases se midan en las mismascondiciones de presión y temperatura” (Ley de Gay-Lussac). ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  25. 25. Es decir, mediante fórmulas puede escribirse 1 2 1 volumen volúmenes de volúmen + de gas de gas Cloruro deHidrógeno Cloro hidrógeno ¿H+Cl→2HCl? Y también… ¿2H+O→2H 2O? 2 1 2volúmenes volumen volúmenes de gas + de gas de vaporHidrógeno Oxígeno de agua ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  26. 26. La teoría atómica no podía explicar la ley de Gay Lussac de los volúmenes de combinación Ni ClH, ni H2Osegún Dalton la combinación Esta idea que llevó a Daltonde un átomo de hidrógeno y a rechazar las conclusionesuno de oxígeno daba lugar a de Gay Lussac, por una partícula de agua de inexactas fórmula HO Se debe a Amadeus Avogadro la reconciliación de estos dos hechos ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  27. 27. El italiano Amadeo Avogadro (1811), analizando la ley de Gay-Lussac, buscó una explicación lógica a los Amadeo Avogadro, resultados de este científico. (1776-1856) Según Avogadro: ”Volúmenes iguales de gases, medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura, debían contener el mismo número de moléculas”. Este enunciado constituye la famosa Hipótesis de Avogadro.también sugiere que los gases elementales estaban formados por moléculas diatómicas ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  28. 28. Sabemos que: casi N2 Con ello, quedan todas las sustancias probadas gaseosas en las H2 experimentalmentecondiciones normales las teorías del O2 célebre químico del laboratorio son diatómicas. F2 italiano. átomo de nitrógeno Excepto en los gases N nobles: las moléculas de DIFIERE los elementos simples molécula de están formadas por dos o nitrógeno N2 más átomos del elemento. ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  29. 29. 3. Peso atómico, ecuaciónquímica y estequiometría ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  30. 30. La teoría atómica de DaltonSobre la materia amediados delsiglo XIX se sabía: La Hipótesis de Avogadro - No permitían asignar fórmulas coherentes a los compuestos - No se había deducido un sistema para calcular los pesos atómicos ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  31. 31. 4. Concepto de masa atómica ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  32. 32. La teoría atómica no podía explicar la ley de Gay Lussac de los volúmenes de combinación Ni ClH, ni H2Osegún Dalton la combinación Esta idea que llevó a Daltonde un átomo de hidrógeno y a rechazar las conclusionesuno de oxígeno daba lugar a de Gay Lussac, por una partícula de agua de inexactas fórmula HO Se debe a Amadeus Avogadro la reconciliación de estos dos hechos ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  33. 33. El italiano Amadeo Avogadro (1811), analizando la ley de Gay-Lussac, buscó una explicación lógica a los Amadeo Avogadro, resultados de este científico. (1776-1856) Según Avogadro: ”Volúmenes iguales de gases, medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura, debían contener el mismo número de moléculas”. Este enunciado constituye la famosa Hipótesis de Avogadro.también sugiere que los gases elementales estaban formados por moléculas diatómicas ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  34. 34. PERO ¿LA HIPÓTESIS DE AVOGADRO?”Volúmenes iguales de gases, medidos en las mismascondiciones de presión y temperatura, debían contener elmismo número de moléculas”. ¿Porqué Hipótesis? ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  35. 35. AVOGADRO CANNIZZARO LOSCHMIDT (1811) (1861) (1875 )- ¿Molécula? -1860 Congreso de -Calcula el valor del Karlsruhe prueba número de Avogadro por- No era conocido experimentalmente la primera vez Ley de Avogadro -Inicialmente llamado-No tenía datos número de Loschmidt.experimentales para Determina pesosapoyar su hipótesis moleculares exactos -Estimaciones no demasiado exactas. -Diferencia entre los-Era un teórico átomos y las moléculas -Siglo XIX otros científicos mejoraron -Base de cálculos químicos: en la exactitud del - No ayudó a su los pesos atómicos y valor del número de credibilidad moleculares. Avogadro. ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  36. 36. Los científicos XIX eran conscientes de que los átomos de diferentes elementos tienen diferentes masas. Averiguaron , por ejemplo: 100 g de agua contiene 11,1g de hidrógeno y 88,9 g de oxígeno Luego, como 88,9/11,1 = 8 implica que el agua tiene 8 veces más oxígeno que hidrógeno ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  37. 37. Cuando se dieron cuenta de que el agua contenía dos átomos de hidrógeno por cada uno de oxígeno concluyeron que la masa del oxígeno debía ser 2x8=16Al principio se le asignó un Actualmente se le asigna elvalor de 1 (arbitrariamente) valor de 1UMA a 1/12 masa a la masa del hidrógeno del 12C Experimento de Cannizaro http://perso.wanadoo.es/cpalacio/LeyAvogadro2.htm ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  38. 38. ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  39. 39. ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  40. 40. ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  41. 41. ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  42. 42. ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  43. 43. ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  44. 44. 0,086 g Helio = 0,1010 0,851 g ArgonHoy sabemos que:Pat He = 4,0026 4,0026 = 0,1001Pat Ar = 39,948 39,948 ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  45. 45. ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  46. 46. ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  47. 47. ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  48. 48. 0,086 g Helio = 0,125 0,688 g OxígenoHoy sabemos que:Pat He = 4,0026 4,0026 = 0,250Pat O = 15,9994 15,9994Luego el oxígeno 4,0026 = 0,125 es diatómico 31,9988 ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  49. 49. Es decir, mediante fórmulas puede escribirse H2 + Cl2 2HClO lo que es lo mismo: H Cl Cl H H + Cl H Cl ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  50. 50. Y también… 2 1 2volúmenes volumen volúmenes de gas + de gas de vaporHidrógeno Oxígeno de agua H H O H H O + H O H H O H ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  51. 51. Para asignar las masas El número de Avogadro atómicas se define la uma que es la doceava parte del peso del tiene un valor de 12 C. 1uma = 1.6605·10-24g 6.022·1023 1g = 6.022·1023 uma EN GRAMOS MOLES EN GRAMOS MASA ATÓMICA 1uma = 1.6605·10-24g/at NA = 6.022·1023 at/molHidrógeno 1,0079 uma 1.6736 ·10-24 g/at 1.0078 g/mol Helio 4,0026 uma 6.6463 ·10-24 g/at 4.0024 g/mol 18,9984 uma 31.632 ·10-24 g/at 19.048 g/mol Flúor Sodio 22,9898 uma 38.1746 ·10-24 g/at 22.9887g/mol ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  52. 52. LOS ISÓTOPOS La masa de un neutrón es 1.0086 uma o 1.0086 gLos isótopos difieren en el número de Los sucesivos isótopos de un neutrones. mismo elemento difieren en aproximadamente 1 uma o g La abundancia en la naturaleza de cada uno de los isótopos de un mismo ∑% C = 100 xelemento es diferentePesos atómicos son un ∑ C ·masa % x = masa promedio promedio en función de su abundancia. 100 ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  53. 53. ACTUALMENTE LOS PESOS ATÓMICOS Y MOLECULARES SE DEFINEN DE LA SIGUIENTE MANERA: Peso atómico: Peso molecular:Es el número que Es el número queindica las veces que un indica cuántas vecesátomo de un elemento una molécula es máses más pesado que un pesada que undoceavo del átomo del doceavo del átomo delisótopo de C12. isótopo de C12. ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  54. 54. 5. Formulas empíricas y moleculares.Deducción de formulas.ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  55. 55. DEDUCCIÓN DE FORMULAS y su número CH relativo EMPÍRICAS Expresan la clase O de átomos en la moléculaMOLECULARES y su número absoluto C6H6 de relación entre ellas ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  56. 56. Conocer la composición porcentual Conocer la fómula empírica % en masa Fórmula de elementos empírica Suponemos que Calcular la muestra relación molar contiene 100g Gramos de Usar Moles de cada pesos cada elemento atómicos elementoFórmula empírica x un número entero Fórmula molecular ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  57. 57. 6.CONCEPTO DE MOL. Número de Avogadro.El término mol proviene del latín moles, que significa “una masa”El término molécula es la forma diminutiva y significa “una masa pequeña” ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  58. 58. EL MOL En principio se define mol, como la cantidad demateria (átomos, moléculas o iones) que contienen 12g de 12C.Si se toma el carbono como patrón y se le asigna alátomo de carbono un valor de 12,0000 unidades demasa atómica (uma), resulta que:el hidrógeno tiene una masa atómica de 1,0079 uma, elhelio de 4,0026, el flúor de 18,9984 y el sodio de 22,9898. En ocasiones se habla de “peso atómico” aunque lo correcto es “masa atómica”. ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  59. 59. EL MOL Mediante diversos experimentos científicos se hadeterminado que el número de átomos que hay en 12g de 12C es 6.0221367 ·1023 Este número recibe el nombre de número de Avogadro ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  60. 60. Avogadro contando el número de moléculas en un molROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  61. 61. En definitiva: un mol contiene el número de Avogadro ( 6.02·1023) de unidades de materia físicas reales ( átomos, moléculas o iones)El número de Avogadro es tan grande que es difícil imaginarlo. Si esparciéramos 6.02·1023 canicas sobre toda la superficie terrestre, ¡formaríamos una capa de casi 5Km de espesor! ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  62. 62. UNA MOLÉCULA DE AGUA UN MOL DE AGUA (SI EL DIBUJO ESTUVIERA HECHO CON 6,022 10-23 DIBUJITOS DE MOLÉCULAS)ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  63. 63. 7. Leyes de los GasesROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  64. 64. LEY DE BOYLE Fue descubierta por Robert Boyle en 1662. Edme Mariotte también llegó a la misma conclusión que Boyle, pero no publicó sus trabajos hasta 1676.Esta es la razón por la que en muchos libros encontramos esta ley con el nombre de Ley de Boyle y Mariotte. La ley de Boyle establece que la presión de un gas en unrecipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la temperatura es constante. El volumen es inversamente proporcional a la presión: •Si la presión aumenta, el volumen disminuye. •Si la presión disminuye, el volumen aumenta. ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  65. 65. Lo que Boyle descubrió es que si la cantidad de gas y latemperatura permanecen constantes, el producto de lapresión por el volumen siempre tiene el mismo valor. La expresión matemática de esta ley es: PV=k (el producto de la presión por el volumen es constante) ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  66. 66. Otra manera de expresar la ley de BoyleSupongamos que tenemos un cierto volumen de gas V1 quese encuentra a una presión P1 al comienzo del experimento.Si variamos el volumen de gas hasta un nuevo valor V2,entonces la presión cambiará a P2 se cumplirá: 1 1 P V =P V 2 2 V1 V2 P1 P2 ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  67. 67. LEY DE GAY-LUSSAC Relación entre la presión y la temperatura de un gas cuando el volumen es constante Fue enunciada por Joseph Louis Gay-Lussac a principios de 1800. Establece la relación entre la temperatura y la presión de un gas cuando el volumen es constante.La presión del gas es directamente proporcional a su temperatura:•Si aumentamos la temperatura, aumentará la presión.•Si disminuimos la temperatura, disminuirá la presión. ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  68. 68. Gay-Lussac descubrió que al aumentar la temperatura lasmoléculas del gas, el cociente entre la presión y latemperatura siempre tenía el mismo valor: P =k T (el cociente entre la presión y la temperatura es constante) ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  69. 69. Otra manera de expresar la ley de Gay-LussacSupongamos que tenemos un gas que se encuentra a unapresión P1 y a una temperatura T1 al comienzo delexperimento.Si variamos la temperatura hasta un nuevo valor T2, entoncesla presión cambiará a P2, y se cumplirá: P1 P2 P1 P2 = T1 T1 T2 T2Esta ley está expresada en función de la temperatura absoluta. Las temperaturas han de expresarse en Kelvin. ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  70. 70. LEY DE LOS GASES IDEALESROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  71. 71. ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  72. 72. V= k3n k2 T k11/P P V= k3n k2 T k11/P PP V= k3n k2 T k1 P V= n k1k2k3 T ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  73. 73. P V = n k1k2k3 T PV=nR TLEY DE LOS GASES IDEALES ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  74. 74. ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  75. 75. Para un mismo número de molesROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  76. 76. 8. Cálculos Estequiométricos . ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  77. 77. Estequiometría Stoecheion Metron Elemento MedidaROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  78. 78. Cálculos cantidades de sustancia que reaccionanestequiométricos cantidades de sustancia que se producenLos símbolos y las fórmulas sirven al químico para poderesquematizar una reacción química. reactivos productos 2H2 + O2 2H2O 2 moléculas 1 molécula 2 moléculas de hidrógeno de oxígeno de agua Reaccionan Para dar con ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  79. 79. AJUSTE, IGUALACIÓN O “BALANCEO” DE REACCIONES.En una reacción ni se crean ni se destruyen átomos:números de cada elemento a cada lado de la “flecha”tienen que ser iguales.Si se satisface esta condición se dice que la ecuación está AJUSTADA. Nunca deben modificarse los subíndices al ajustar una reacción. CH4 2 + O2 CO2 + 2 H2O 1º.- se ajustan los elementos que están en una sola molécula en cada miembro de la reacción. C H 2º.- Para completar el ajuste, necesitamos poner un 2 delante del O2 ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  80. 80. Usamos los símbolos (g), (l), (s) y (ac) Para gas, líquido,sólido y disolución acuosa. Cuando se forma un sólido comoproducto se usa una flecha hacia abajo , para indicar queprecipita. ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  81. 81. CÁLCULOS CON FÓRMULAS Y ECUACIONES QUÍMICASEl concepto de mol nos permite aprovechar a nivelmacroscópico práctico la información cuantitativa contenidaen una reacción química ajustada. Normalmente no tendremos los datos de las cantidades de reactivos en moles. Si por ejemplo tenemos los datos en gramos:Gramos Moles Ecuación Moles Gramos de /Pm ajustada xPm de dereactivo de reactivo producto Producto producto reactivo ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  82. 82. 9. Reactivo LimitanteROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  83. 83. En una reacción química, los reactivos pueden estar o no enla proporción exacta que determinan sus coeficientesestequiométricos.Ejemplo: tenemos 10 moles de H2 y 7 moles de O2 paraformar agua.2H2(g) + O2(g) 2H2O(l)Reactivo limitante: se consume por completo y limita la cantidadde producto que se forma En este caso el reactivo limitante es el H 2 ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  84. 84. 10. RendimientoROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  85. 85. RENDIMIENTO TEÓRICO: Cantidad de producto que, segúnlos cálculos, se forma cuando reacciona todo el reactivolimitanteRENDIMIENTO REAL: Cantidad de producto que realmentese forma en la reacción. - No reacciona todo el reactivo - El reactivo está ¿Porqué hidratado difieren? - Se den reacciones secundarias no deseadas Rendimiento real x 100 = % RENDIMIENTO Rendimiento teórico Rendimiento porcentual ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  86. 86. 11. Disoluciones: modos de expresar la concentraciónROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  87. 87. -Disolvente (mayor cantidad)Composición de las - Soluto (menor cantidad)disoluciones Pueden ser uno o variosCONCENTRACIÓN:es la cantidad de soluto disuelta en un disolvente. -Molaridad. Químicas -molalidad. Unidades de -Fracción molar. concentración -Porcentaje en peso. Físicas -Gramos por litro. ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  88. 88. 1.- Moles de solutoMolaridad M= Volumen de (moles/l) disolvente (en litros)Moles x Pm = g ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  89. 89. Moles de soluto2.-Molalidad m = (moles/Kg) Kilogramo de disolvente gramos Moles x Pm = g Densidad = cm3(ml) Moles de soluto3.-Fracción molar x = Moles totales 4.-Tanto por Gramos de soluto ciento en peso %= 100 gramos de disolución5.-Gramos por Gramos de soluto litro = g/l 1 litro de disolución ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  90. 90. Moles de soluto Moles de solutoM = m = Volumen de disolución Kilogramo de disolvente (en litros) Moles de soluto Químicas x = Moles totales Físicas Gramos de soluto Gramos de soluto%= x100 g/l = gramos de 1 litro de disolución disolución ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  91. 91. 12. DiluciónROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  92. 92. Partiendo de disoluciones concentradas, se pueden obtener otras menos concentradas por dilución. Para ello se toma una parte de la disolución concentrada y se le añade disolvente. El número de moles de soluto no cambia. Número de moles= M xV( litros) Minicial Vinicial = Mfinal Vfinal Ejemplo: Queremos preparar250ml 0.10M deCuSO4Tenemos CuSO4 1.0M (0.1M)(250ml)Vinicial= 1.0M Vinicial=25ml ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  93. 93. VALORACIONES-Método para determinar la concentración de una disolución, utilizando otradisolución de concentración conocida-Entre las especies presentes en estas dos disoluciones debe tener lugaruna reacción química de estequiometría conocida.-La valoración finalizacuando cuando seañade la cantidadestequiométrica delvalorante. Para ello sehace uso de losindicadores.( sustanciasque cambian de color)-El caso más típico (y queveremos en el laboratorio)es el ácido-base. ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción
  94. 94. (Laboratorio del Alquimista, ca. 1650)ROCÍO LAPUENTE ARAGÓ- Departamento de Ingeniería de la Construcción

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