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Estequiometría y Cálculos Estequiometricos Kindle. Relaciones de Masa




Esta es una guía sobre Estequiometría, Cálculos Estequiométicos y Relaciones de Masa que normalmente se enseña en una Clase de Química Básica. Contiene información sobre que es estequiometría, como se balancean las ecuaciones químicas, cálculos basados en la estequiometría de la reaccion, Reactivos y Productos, Reactivo Limitante y Rendimiento de una Reacción. En fin todo lo que Ud. necesita para dominar como estudiante el tema de estequiometria. Además, la teoría de ilustra con ejemplos prácticos resueltos.

Lo puedes encontrar aquí:
http://goo.gl/HS7gX

Que es estequiometria?

Una reacción química es el proceso en el cual una sustancia (o sustancias) cambia para formar una o más sustancias nuevas, es decir es un proceso de cambio de unos reactivos iniciales a unos productos finales

Las reacciones químicas se representan mediante ecuaciones químicas. Por ejemplo el carbono (C) podría reaccionar con oxígeno gaseoso (O2) para formar dióxido de carbono(CO2). La ecuación química para esta reacción se escribe:

C + O2 = CO2

El '+' se lee como “reacciona con” y la flecha significa “produce”. Las fórmulas químicas a la izquierda de la flecha representan las sustancias de partida denominadas reactivos. A la derecha de la flecha están las formulas químicas de las sustancias producidas denominadas productos de la reacción. Los números al lado de las formulas son los coeficientes( el coeficiente 1 se omite).

En la reacción anterior el C y el O2 son los reactivos, el CO2 el producto.

La reacción de formación del agua se escribe:

2H2 + O2 = 2H2O

Nótese en la reacción anterior (formación del agua) que el numero de átomos de cada elemento a cada lado de la ecuación es el mismo:

Según la ley de la conservación de la masa los átomos ni se crean, ni se destruyen, durante una reacción química. Por lo tanto una ecuación química ha de tener el mismo número de átomos de cada elemento a ambos lados de la flecha. Se dice entonces que la ecuación está balanceada.

Como se balancean las ecuaciones químicas?

1) Se sigue un procedimiento estandarizado que se describe a continuación:

2) Se determinan los reactivos y los productos de la reacción química

3) Se escribe la ecuación química reactivos a productos

4) Se balancea la ecuación de la siguiente forma:

-- Se empieza por igualar la ecuación probando diferentes coeficientes para lograr que el número de átomos de cada elemento sea igual en ambos lados de la ecuación. Los subíndices de las fórmulas no se pueden cambiar).

-- Primero se buscan los elementos que aparecen una sola vez en cada lado de la ecuación y con igual número de átomos: las fórmulas que contienen estos elementos deben tener el mismo coeficiente. Por lo tanto, no es necesario ajustar los coeficientes de estos elementos en ese momento.

-- Después se buscan los elementos que aparecen sólo una vez en cada lado de la ecuación, pero con diferente número de átomos y se balancean estos elementos. Por último se balancean los elementos que aparecen en dos o más fórmulas del mismo lado de la ecuación.

--Se verifica que la ecuación igualada tenga el mismo número total de átomos de cada tipo en ambos lados de la flecha de la ecuación.

Ejemplo:
Consideremos la combustión del gas metano (CH4). Esta reacción consume oxígeno (O2) y produce agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2). Podemos entonces escribir la ecuación química:

CH4 + O2 = CO2 + H2O

Ahora contamos el número de átomos de cada elemento en reactivos y productos:

Reactivos:
C =1, H = 4, O = 2

Productos:
C = 1, H = 2, O = 3,

El carbono y el hidrógeno aparecen en un compuesto de los reactivos y en otro de los productos.

Hay igual numero de átomos de carbono en los reactivos que en los productos, pero dos veces más hidrógeno en los reactivos que en los productos y 1,5 veces mas oxigeno en los productos que en los reactivos.

Esto se puede arreglar balanceando la reacción, de manera de igualar el numero de átomos de cada especie química en cada lado de la ecuación. El carbono ya esta igualado, o sea no hay que hacer nada. Para el H hay que multiplicar por dos (2) en el agua, así ahora hay 4 átomos de H a cada lado. Pero ahora tenemos que a la derecha (productos) hay 4 átomos de oxigeno (dos del CO2 y dos del 2H2O), mientras que a la izquierda solo dos, por lo cual hay que multiplicar por dos el Oxigeno de la izquierda (reactivos)

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O

Ahora ya tenemos la ecuación balanceada y la podemos leer como:

una molécula de metano reaccionan con dos de oxígeno produciendo una molécula de dióxido de carbono y dos moléculas de agua.

El estado físico de los reactivos y productos puede indicarse mediante los símbolos (g), (l) y (s), para indicar los estados gaseoso, líquido y sólido, respectivamente.
Por ejemplo:

CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O (l)

Lo ideal es que en una reacción química los reactivos estuviesen en la correcta proporción estequiométrica, es decir en aquella proporción que describe la ecuación química balanceada. Sin embargo, lo usual suele ser que se use un exceso de uno o más reactivos, para conseguir que reaccione la mayor cantidad posible del reactivo menos abundante.

Modelos atómicos (resumen)

Modelo atómico de Dalton (1766-1844)
  • cada elemento está formado por partículas indivisibles extremadamente pequeñas, llamadas átomos
  • todos los átomos de un elemento son idénticos entre sí (ej. masa) pero diferentes de las de otro elemento
Modelo atómico de Thomson (1897)
  • el átomo es una esfera cargada positívamente en cuyo interior están los electrones (partícula negativas)
Modelo atómico de Rutherford (1911)
  • Los átomos no son macizos, sino que etán vacíos y en su centro hay un diminuto núcleo 
  • núcleo central cargado positivamente con electrones (negativos) girando alrededor de él

Masa Atomica e Isotopos

MASA ATOMICA

La masa atómica relativa de un elemento, es la masa en gramos de 6.02 ·1023 (10 elevado a la 23) átomos (número de Avogadro, NA) de ese elemento. La masa relativa de los elementos de la tabla periódica desde el 1 hasta el 105 esta situada en la parte inferior de los símbolos de dichos elementos.
El átomo de carbono, con 6 protones y 6 neutrones, es el átomo de carbono 12 y es la masa de referencia para las masas atómicas. Una unidad de masa atómica (u.m.a), se define exactamente como 1/12 de la masa de un átomo de carbono que tiene una masa 12 u.m.a. una masa atómica relativa molar de carbono 12 tiene una masa de 12 g en esta escala.

Un mol gramo (abreviado, mol) de un elemento se define como el numero en gramos de ese elemento igual al número que expresa su masa relativa molar. Así, por ejemplo, un mol gramo de aluminio tiene una masa de 26.98 g y contiene 6.023 ·1023 átomos.




ISOTOPOS


Los isótopos son átomos que tienen el mismo número atómico, pero diferente número másico, lo cual quire decir que un mismo elemento puede "pesar" diferente. La mayoría de los elementos tiene dos ó más isótopos. La diferencia en peso entre dos isótopos de un elemento es el número de neutrones en el núcleo. Fijese en la figura de la izquierda (cortesia de paxprofundis.org) en donde se muestran tres atomos, todos del Hidrogeno. Cual es la diferencia entre estos tres atomos?)

El número de neutrones de un elemento químico se puede calcular como A-Z, es decir, como la diferencia entre el número másico y el número atómico. Por ejemplo, para el carbono Z=6. Es decir, todos los átomos de carbono tienen 6 protones y 6 electrones. Sin embargo, el carbono tiene dos isótopos: uno con A=12, con 6 neutrones y otro con número másico 13 (7 neutrones), que se representan como:
La cantidad relativa de un isótopo en la naturaleza recibe el nombre de abundancia isotópica natural. La masa atómica de un elemento es una media de las masas de sus isotópos naturales ponderada de acuerdo a su abundancia relativa. Por ejemplo, La plata (Ag) en su estado natural está constituida por una mezcla de dos isótopos de números másicos 107 y 109. Sabiendo que abundancia isotópica es la siguiente: 107Ag =56% y 109Ag =44%, el peso atómico de la plata natural se calcula como:



En general las propiedades químicas de un elemento están determinadas fundamentalmente por los protones y electrones de sus átomos y en condiciones normales los neutrones no participan en los cambios químicos. Por ello los isótopos de un elemento tendrán un comportamiento químico similar, formarán el mismo tipo de compuestos y reaccionarán de manera semejante.




Atomos y Particulas Subatomicas

La palabra átomo proviene del idioma griego y significa “no divisible” o “indivisible” por lo que el átomo se consideraría la particular mas pequeña de la materia que no se puede dividir. Este concepto fue inventado por Demócrito en el 400 ac y en aquella época se creía que el átomo era efectivamente la particula más pequeña posible de la materia (lo cual no es cierto ya que hay partículas subatómicas)

En los átomos se reconoce la existencia de partículas con carga eléctrica negativa, llamados electrones, los cuales giran en diversas "órbitas" o niveles de energía, alrededor de un núcleo central con carga eléctrica positiva. El átomo en su conjunto y sin la presencia de perturbaciones externas es eléctricamente neutro.

Centro del núcleo se encuentran otras partícula, los protones, que poseen carga eléctrica positiva, y los neutrones que no poseen carga eléctrica. Así pues dentro del átomo encontramos:

EL ELECTRÓN : Es una partícula elemental con carga eléctrica negativa igual a 1,602 x 10-19 Coulomb y masa igual a 9,1083 x 10-28 g, que se encuentra formando parte de los átomos de todos los elementos

EL NEUTRÓN: Es una partícula elemental eléctricamente neutra y masa ligeramente superior a la del protón, que se encuentra formando parte de los átomos de todos los elementos

EL PROTÓN: Es una partícula elemental con carga eléctrica positiva igual a 1,602 x 10-19 Coulomb y cuya masa es 1837 veces mayor que la del electrón. La misma se encuentra formando parte de los átomos de todos los elementos.

En un átomo de un elemento cualquiera se tiene la misma cantidad de protones y de electrones . Esta cantidad recibe el nombre de número atómico, y se designa por la letra "Z".
A la cantidad total de protones más neutrones presentes en un núcleo atómico se denomina número másico y se designa por la letra "A".

Si designamos por "X" a un elemento químico cualquiera, su número atómico y másico se representa por la siguiente simbología:

A
X
z

Por ejemplo, para el Sodio tenemos:



Así el número de neutrones resulta de la ecuacion neutrones (n) = A - Z

Herramienta interactiva estructura atomica


Si quieres una herramienta interactiva que te permita "ver" como son los atomos en su estructura atomica y configuracion electronica por favor haz click en el siguiente enlace. Alli podras buscar el elemento quimico a visualizar y obtendras una representacion de la estructura atomica de la misma.


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Quimica y color de la sangre


No todos los seres vivos tiene sangre de color rojo, también hay de color verde, azul y violeta.Ve el porqué en este video
Posted by Cerebro Digital on jueves, 12 de noviembre de 2015

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Indice

Tabla de contenido


Problema Gases

PROBLEMA . Analice qué proceso experimenta un gas en cada uno de los tramos indicados en el siguiente gráfico. Indique qué Ley se cumple en cada tramo

SOLUCION
Tramo 1-2 del gráfico A

Observar que la P disminuye (descompresión) y V aumenta (expansión). Además como es un gráfico P versus V y la forma del gráfico es una hipérbola, todos estos indicadores hablan de un proceso isotérmico.
Según laTCM, si aumenta el volumen del recipiente (y del gas) sin modificar la temperatura (la energía cinética y la velocidad de las moléculas no se altera) las moléculas de gas tardarán más en llegar las paredes del recipiente, disminuirá la frecuencia de sus choques contra esa pared y disminuirá la presión (recuerden que la presión del gas es proporcional a la frecuencia de esos choques) . Esto corresponde a la Ley de Boyle y Mariotte.

Tramo 2-3 del gráfico A

Observen que en este tramo la presión aumenta y el volumen se mantiene constante, por lo tanto el gas sufre una compresión isocórica. Pero ¿qué sucede con la temperatura?
Si en un recipiente en que se mantiene fijo el volumen (proceso isocórico) la presión aumenta, esto ocurre porque las moléculas del gas se mueven más rápido y chocan con más frecuencia contra las paredes del recipiente. Esto se logra aumentando la temperatura del gas.(calentamiento).
En consecuencia el tramo 2-3 es una compresión y calentamiento isocóricos.
La ley que se cumple es la de Gay – Lussac.

Ley de los Gases Ideales

Se han desarrollado leyes empíricas que relacionan las variables macroscópicas en base a las experiencias en laboratorio realizadas. En los gases ideales, estas variables incluyen la presión (P), el volumen (V) y la temperatura (T).

La ley de Boyle - Mariotte relaciona inversamente las proporciones de
volumen y presión de un gas, manteniendo la temperatura constante:

P1. V1 = P2 . V2

La ley de Gay-Lussac afirma que el volumen de un gas......., a presión constante, es directamente proporcional a la temperatura absoluta:

V1/T1 = V2/T2

La ley de Charles sostiene que, a volumen constante, la presión de un gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta del sistema:

P1/T1 = P2/T2

La temperatura se mide en kelvin (273 ºK = 0ºC) ya que no se puede dividir por cero.

Ley universal de los gases

De las tres leyes anteriores se deduce

P1/T1 =P2/T2; V1/T1 = V2/T2; P1.V1=P2.V2 -----

POR TANTO

P1.V1.T2 = P2.V2.T1

Ley de los Gases Generalizada

En base a la hipótesis de Avogadro puede considerarse una generalización de la ley de los gases. Si el volumen molar (volumen que ocupa un mol de molécula de gas) es el mismo para todos los gases en CNPT, entonces podemos considerar que el mismo para todos los gases ideales a cualquier temperatura y presión que se someta al sistema. Esto es cierto debido a que las leyes que gobiernan los cambios de volumen de los gases con variaciones de temperatura y presión son las mismas para todos los gases ideales. Se relaciona entonces, proporcionalmente, el número de moles (n), el volumen, la presión y la temperatura: P.V ~ n T. Para establecer una igualdad debemos añadir una constante (R) quedando:


P.V = n . R . T


El valor de R se calcula a partir del volumen molar en CNPT:

R = PV/nT = 1 atm. 22,4 L/1 mol. 273 K = 0.08205 atm.L/mol.K




Guia de Nomenclatura compuestos quimicos




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¿Como se le dan los nombres a los átomos?

Seguramente alguna vez te habrás preguntado de como es que los elementos químicos tienen esos símbolos tan partículares.  ¿por qué el metal oro se tiene como símbolo Au o por que existe un elemento llamado Germanio (Ge). 

Te invito a que vistes el sitio Preguntas de química para la respuesta a esta interrogante

Número atómico, peso atómico, configuración electrónica

Número atómico (z) (En este caso el del platino (Pt) es 78)

Es el número de protones de un átomo. El número de protones en un átomo define qué elemento es. Por ejemplo, los átomos de carbono tienen seis protones, átomos de hidrógeno tiene uno, y los átomos de oxígeno tiene ocho. El número de protones en un átomo se conoce como el número atómico de ese elemento. El número de protones de un átomo determina también el comportamiento químico del elemento.

Símbolo atómico (En este caso Pt)

El símbolo atómico es una o dos letras elegidas para representar un elemento ("H" de "hidrógeno", etc.). Estos símbolos se utilizan a nivel internacional. Típicamente, el  símbolo de un átomo es el nombre truncado del elemento o el nombre latino truncado del elemento. Por ejemplo el sodio en latín se llama Natrium, de allí que su símbolo sea Na. El del calcio es Calcium, y por tanto Ca.

Peso atómico (en este caso del Pt es 195,09)
El peso atómico estándar es la masa media de un elemento en unidades de masa atómica ("uma"). Aunque los átomos individuales tienen siempre un número entero de unidades de masa atómica, la masa atómica en la tabla periódica se indica como un número decimal, ya que es un promedio de los distintos isótopos de un elemento. El número medio de neutrones para un elemento se puede encontrar restando el número de protones (número atómico) de la masa atómica.

Configuración electrónica
La configuración electrónica es la descripción orbital de las ubicaciones de los electrones en un átomo basal (natural). Utilizando los principios de la física, los químicos pueden predecir cómo reaccionarán los átomos en base a la configuración electrónica. Se pueden predecir las propiedades tales como la estabilidad, punto de ebullición, y la conductividad. Por lo general, sólo las capas de electrones más externos son importantes en la química, por lo que truncan la notación de los electrones internos mediante la sustitución de la descripción con el símbolo de un gas noble entre paréntesis. Este método de notación simplifica enormemente la descripción de las moléculas grandes.
Ejemplo: La configuración electrónica para Be es 1s2-2s2, pero escribir [He] 2s2 donde [He] es el equivalente a todos los electrones del átomo de helio. Las letras, s, p, d, f y designan la forma de los orbitales de y el superíndice da el número de electrones en ese orbital.


Ejemplo de una celda voltaica

La pila de zinc-carbono es un tipo tipo de pila seca común (pila salina). Está formada por un envase externo de zinc que actúa como contenedor y electrodo negativo (ánodo). En el interior se halla el terminal positivo (cátodo), conformado por una barra de carbono.  El electrolito utilizado es una pasta de cloruro de zinc y de cloruro de amonio disuelto en agua.
Sección transversal de una pila de zinc-carbono:
1 - Botón metálico superior (+).
2 - Barra de carbono (electrodo positivo)
3 - Vasija de zinc (electrodo negativo)
4 - óxido de manganeso(IV)
5 - pasta húmeda de cloruro de amonio (electrolito)
6 - Base metálica (-).

La pregunta de la semana: molalidad?

Una solución se prepara diluyendo 60 gramos de NaCl (sal) en 160 gramos de agua.¿Cuál es la molalidad de la solución?

Por favor deja tu respuesta en la seccion comentarios y si es posible justifica tu respesta


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La pregunta de la semana: densidad

Una vez a la semana publicaré una pregunta para que Uds la respondan en la sección de comentarios. Luego, el fin de semana siguiente (sábado o domingo) publicaré la respuesta final. Esta es la primera pregunta:

¿Cuál de los siguientes gráficos representa la densidad de una sustancia en función de su masa?  (a temperatura constante)? A, B, ó C?

Responde en la sección de comentarios y trata de justificar la respuesta...........





¿Quieres saber cómo trabaja una celda solar?


Las celdas solares generan electricidad a partir de una fuente de energía fácilmente disponible: la luz solar. ¿Quieres saber cómo trabaja una celda solar? La respuesta la encontrarás en ¿Como funcionan las celdas solares?

Tabla Periódica Interactiva


El Laboratorio Nacional "Los Alamos" (por si no lo sabes fue allí donde se desarrolló la bomba atómica) pone a disposición de todos una tabla periódica interactiva. En dicha tabla se puede cliquear cualquier elemento y ser direccionado a una página en donde se dan detalles de dicho elemento, propiedades químicas, físicas, etc.

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