Este documento presenta los conceptos fundamentales para realizar cálculos químicos, incluyendo la masa atómica de elementos, la masa molecular de compuestos, composición centesimal, cálculo de fórmulas, el mol, y cálculos de moles, moléculas y átomos en sólidos, líquidos y gases. Explica cómo determinar estas cantidades a través de ejemplos como calcular moles de sodio en 56g o determinar la fórmula de un compuesto dado su composición porcentual.

1. Lección 6 Cálculos Químicos. Reacciones Químicas Tomás Caballero Barrero Física y Química 3º ESO “A” Abril 2011

2. Índice Masa atómica de un elemento químico (E.Q). Masa molecular de un compuesto químico (C.Q). Composición centesimal o porcentual en un C.Q. Cálculo de la fórmula de un C.Q. a partir de su composición centesimal. El mol (n). Cálculo de nº de moles, moléculas y átomos en sólidos. Cálculo de nº de moles, moléculas y átomos en líquidos. Cálculo de nº de moles, moléculas y átomos en gases. 2

3. Masa atómica de un E.Q.: número de uma que pesa un átomo de ese elemento. Cálculo: se hace la media aritmética ponderada de los distintos isótopos de ese elemento. Para nosotros, la masa atómica es el valor que aparece en la tabla periódica. Masa molecular de un C.Q.: número de uma que pesa un átomo de ese compuesto. Cálculo: Ejemplo: 3

4. Composición centesimal o porcentual de un C.Q. Consiste en hallar el % de cada E.Q. dentro del C.Q. Ejemplo: Composición centesimal del Fe2O3 1º) Hallamos la Mm del compuesto: 2º) Mediante regla de tres, hallamos la composición centesimal de cada E.Q. Fe: Si 160 uma 112 uma de Fe 100 uma x O:Si 160 uma 48 uma de O 100 uma x 4

5. Cálculo de la fórmula de un C.Q. a partir de su composición centesimal. Es el problema inverso al anterior. Ejemplo: Hallar la fórmula de un C.Q. que está compuesto por 34,62% de Al, 61,54% de O y 3, 84% de H: 1er Paso:Se halla el número relativo de átomos de cada E.Q. (%/Mat). 5

6. 2º Paso:Se halla el número absoluto de átomos de cada E.Q. Nuestro compuesto está formado por 1 átomo de Al, 3 de O y 3 de H, es decir AlO3H3. Nosotros sabemos que en realidad eso corresponde a Al(OH)3 6

7. Pero…¿siempre nos va a salir un número entero de átomos absoluto? NO. En este caso deberemos de multiplicar por el número entero más pequeño que haga entero nuestros número absolutos de átomos. Ejemplo: Hallar la fórmula de un C.Q. que está compuesto por 70 de fe y el 30% de O. 1er Paso:Se halla el número relativo de átomos de cada E.Q. (%/Mat). 7

8. 2º Paso:Se halla el número absoluto de átomos de cada E.Q. Sabemos que no es correcto decir que nuestro compuesto es FeO1’5. Por lo que multiplicamos estos valores por el número entero más pequeño que los haga enteros. Fe:1 x 2 = 2 O: 1,5 x 2 = 3 Por tanto, el compuesto es el Fe2O3 8

11. 5.1.- Cálculo del nº de moles, moléculas y átomos en los sólidos. Ejemplo:En 200g de Ca, ¿cuántos moles, moléculas y átomos hay? Nº de moles: El calcio es un E.Q., por lo que no tiene moléculas. Nº de átomos= 5 moles x 6,023x1023 átomos/mol = 30x1023 átomos de Ca 11

12. Ejemplo:En 20g de NaOH, ¿cuántos moles, moléculas y átomos hay? Nº de moles: Nº de moléculas = moles x nºAvogadro nº moléculas= 0,5 moles x 6,023x1023moléculas/mol=3x1023 moléculas. Ahora sabemos que una molécula de NaOH posee 3 átomos (uno de Na, otro de O y otro de H) Nº de átomos= 3x1023moléculas x 3 átomos/molécula =9x1023 átomos 12

13. 5.2.- Cálculo del nº de moles, moléculas y átomos en los líquidos. En los líquidos intervienen los conceptos de densidad (d) y y de volumen (v). Ejemplo: En 500 mL de H2SO4de d=1,19 g/mL, hallar en nº de moles, moléculas y átomos que hay. Nº de moles: 13

14. Nº de moléculas = moles x nºAvogadro nº moléculas= 6,07 moles x 6,023x1023 moléculas/mol =12x1023moléculas. Ahora sabemos que una molécula de H2SO4 posee 7 átomos (uno de S, cuatro de O y dos de H) Nº de átomos de O= 12x1023moléculas x 4 átomos/molécula = 4,8x1024 átomos de = Nº de átomos total= 12x1023moléculas x 7 átomos/molécula = 8,4x1024 átomos en total 14

15. 5.3.- Cálculo del nº de moles, moléculas y átomos en los gases. Los gases se relacionan con conceptos como el volumen, la presión, la temperatura…Para hallar el número de moles en gases nos regimos por la siguiente expresión: PV=nRT Siendo: P = presión (atmósferas) V = volumen (l=dm3) T = temperatura (kelvin K) R= 0,082 atm l/K mol A partir del número de moles, se calculan las moléculas y los átomos igual que en líquidos y sólidos. 15