UNIDAD DE NIVELACIÓN: Capítulo 1:

ESTEQUIOMETRÍA

UNIDAD DE NIVELACIÓN: Capítulo 1:

ESTEQUIOMETRÍA

Colegio Andrés Bello

Chiguayante

Colegio Andrés Bello

Chiguayante

Jorge Pacheco R.Profesor de Biología y Química

CAPÍTULO 1: ESTEQUIOMETRÍACAPÍTULO 1: ESTEQUIOMETRÍA

APRENDIZAJES ESPERADOS:

• Aplican la información de una ecuación química en problemas relacionados con la estequiometria.

• Identifican los factores que limitan la formación de un compuesto en una reacción química.

PREGUNTAS PREVIASPREGUNTAS PREVIAS

¿Cómo se clasifica la materia?

Elem ento C om puesto

Susta ncia s pura s

MezclaH om ogénea

MezclaH eterogénea

Mezclacolo ida l

Suspensión

Mezcla

S istem a m a teria l

PREGUNTAS PREVIASPREGUNTAS PREVIAS¿Cómo se clasifica la siguiente sustancia?

ELEMENTO

PREGUNTAS PREVIASPREGUNTAS PREVIAS¿Cómo se clasifica la siguiente sustancia?

MEZCLA HOMOGÉNEA

PREGUNTAS PREVIASPREGUNTAS PREVIAS¿Cómo se clasifica la siguiente sustancia?

MEZCLA HETEROGÉNEA

PREGUNTAS PREVIASPREGUNTAS PREVIAS¿Cómo se clasifica la siguiente sustancia?

COMPUESTO

Cloruro de Sodio

PREGUNTAS PREVIASPREGUNTAS PREVIAS

¿Qué es un cambio químico?

Es un proceso en que, a partir de unas sustancias iniciales, llamadas reactivos, se obtienen unas sustancias finales distintas, llamadas productos.

PREGUNTAS PREVIASPREGUNTAS PREVIAS

¿Qué es la Estequiometria?

La Estequiometria(del griego “stoicheion”(elemento) y “metrón” (medida) es el cálculo de las relaciones cuantitativas entre reactivos y productos en el transcurso de una reacción química.

PREGUNTAS PREVIASPREGUNTAS PREVIAS

¿Qué es un Coeficiente Estequiométrico?

Es el número asignado a cada fórmula o símbolo químico que indica la cantidad de sustancias participantes en una ecuación química respetando la ley de la conservación de la masa.

INFORMACIÓN QUE PROPORCIONAN LOS COEFICIENTES ESTEQUIOMÉTRICOS.

INFORMACIÓN QUE PROPORCIONAN LOS COEFICIENTES ESTEQUIOMÉTRICOS.

Los coeficientes estequiométricos indican el número de átomos de cada elemento y el número de moléculas de cada

compuesto que intervienen en la reacción.

+

2 moléculas de hidrógeno (H2)

1 molécula de oxígeno (O2)

2 moléculas de agua (H2O)

2H2 + O2 2H2O

Los coeficientes estequiométricos de una ecuación química ajustada informan de la proporción entre átomos y moléculas de reactivos y

productos

ESTEQUIOMETRÍAESTEQUIOMETRÍA

12

carbono oxígeno monóxido de carbono

carbono oxígeno dióxido de carbono

Cloruro de hidrógeno cinc cloruro de cinc hidrógeno

REACCIONES QUÍMICAREACCIONES QUÍMICA

ACTIVIDAD: ACTIVIDAD:

Al hacer reaccionar Hierro sólido (Fe) con Oxígeno gaseoso (O2) en condiciones adecuadas, se obtiene Óxido de Hierro sólido (Fe2O3).

• Escribe la ecuación que representa la reacción:

1

2

Fe = Fe =

O = O =

2

3

Fe (s) + O2 (g) Fe2O3 (s)

• Determina si la ecuación está balanceada:

Fe (s) + O2 (g) Fe2O3 (s)

Fe =

O =

1

2

Fe =

O =

2

3

BALANCE DE ECUACIONES QUÍMICASBALANCE DE ECUACIONES QUÍMICAS

x 2 = 6x 3 = 6

23

x 2 = 4x 4 = 4

4

TIPOS DE REACCIÓN QUÍMICATIPOS DE REACCIÓN QUÍMICAA) REACCIÓN DE COMBINACIÓN:

• Tipo de reacción en las que se combinan dos reactivos, que pueden ser elementos o compuesto, para formar un solo producto, según la siguiente ecuación general:.

Ejemplo: Reacción del aluminio metálico con oxígeno para formar el óxido de aluminio.

TIPOS DE REACCIÓN QUÍMICATIPOS DE REACCIÓN QUÍMICAB) REACCIÓN DE DESCOMPOSICIÓN:

• En este tipo de reacción una sustancia se descompone o “rompe”, produciendo dos o más sustancias distintas, de acuerdo con el siguiente mecanismo general.

TIPOS DE REACCIÓN QUÍMICATIPOS DE REACCIÓN QUÍMICAC) REACCIÓN DE SUSTITUCIÓN SIMPLE:

Tipo de reacción en donde un elemento reacciona con un compuesto para reemplazar uno de sus componentes, produciendo un elemento y un compuesto diferentes a los originales:

TIPOS DE REACCIÓN QUÍMICATIPOS DE REACCIÓN QUÍMICAD) REACCIÓN DE SUSTITUCIÓN DOBLE:

• En este tipo de reacciones, dos compuestos intercambian sus elementos entre sí, produciendo dos compuestos distintos, de acuerdo al siguiente mecanismo general.

AB + CD AD + CB

ACTIVIDAD: IDENTIFICAACTIVIDAD: IDENTIFICA• Para la siguiente ecuación química no balanceada

identifica: el Tipo de Reacción, cantidad de mol (reactivos y productos), cantidad de moléculas (reactivos y productos) y masa en gramos.

C3H8 + O2 CO2 + H2O435

REACCIÓN DE SUSTITUCIÓN DOBLE

1 mol de C3H8

5 mol de O2

3 mol de CO2

4 mol de H2O

6,02x1023 moléculas de

C3H8

3,01x1024 moléculas de

O2

1,81x1024 moléculas de

CO2

2,41x1024 moléculas de

H2O

44 g 160 g 132 g 72 g

ACTIVIDAD: IDENTIFICAACTIVIDAD: IDENTIFICA• Para la siguiente ecuación química debes balancearla,

si es necesario, y además identificar: El Tipo de Reacción, cantidad de mol (reactivos y productos), cantidad de moléculas (reactivos y productos) y masa en gramos.

HCl + ZnS ZnCl2 + H2S2

REACCIÓN DE SUSTITUCIÓN DOBLE

2 mol de HCl

1 mol de ZnS

1 mol de ZnCl2

1 mol de H2S

1,20x1024 moléculas de

HCl

6,02x1023 moléculas de

ZnS

6,02x1023 moléculas de

ZnCl2

6,02x1023 moléculas de

H2S

73 g 97 g 136 g 34 g

ACTIVIDAD: IDENTIFICAACTIVIDAD: IDENTIFICA

Al + Br2 AlBr3 3

REACCIÓN DE COMBINACIÓN

2 mol de Al

3 mol de Br2

2 mol de AlBr3

1,20x1024 átomos de Al

1,81x1024 moléculas de

Br2

1,20x1024 moléculas de

AlBr3

54 g 480 g 534 g

22

• Para la siguiente ecuación química debes balancearla, si es necesario, y además identificar: El Tipo de Reacción, cantidad de mol (reactivos y productos), cantidad de moléculas (reactivos y productos) y masa en gramos.

ACTIVIDAD: IDENTIFICAACTIVIDAD: IDENTIFICA

H2O2 H2O + O2

REACCIÓN DE DESCOMPOSICIÓN

2 mol de H2O2

2 mol de H2O

1 mol de O2

1,20x1024 moléculas de

H2O2

1,20x1024 moléculas de

H2O

6,02x1023 moléculas de

O2

68 g 36 g 32 g

22

• Para la siguiente ecuación química debes balancearla, si es necesario, y además identificar: El Tipo de Reacción, cantidad de mol (reactivos y productos), cantidad de moléculas (reactivos y productos) y masa en gramos.

Ejemplo:

¿Cuántos moles de He y cuantos átomos hay en 6,46 g de este gas? (M.A. He = 4,003 u)

4,003 g de He 1 mol de He

6,46 g de He X? X= 1,61 moles

1 mol de He 6,022 10 23 átomos

1,61 moles de He X? X= 9,695 x10 23 átomos

Respuesta: hay 1,61 moles y 9,695 x10 23 átomos de He

1 mol de átomos

6,022 x 10 23 átomos

Masa atómica en g

Contiene

Masa

UNIDAD MOL (n)UNIDAD MOL (n)

1. ¿Qué cantidad de sustancia en unidad mol (n) de hierro existe en 25 g de hierro puro (Fe)? (M.A, Fe: 55,65 u)

EJERCICIOSEJERCICIOS

Sabiendo que:

55,65 g=

25 g

1 mol X mol

X =1 mol x 25 g

55,65 g

X = 0,449 mol de Fe

2. En el laboratorio un estudiante deberá manipular 5 g de Magnesio (Mg) durante un experimento de oxidación. ¿A qué cantidad de átomos de magnesio corresponde? (M.A. Mg: 24,32 u)

EJERCICIOSEJERCICIOS

Sabiendo que:

24,32 g=

5 g

6,02 x 10 23 átomos X átomo

X =6,02 x 10 23 átomos x 5 g

24,32 g

X = 1,24 x 10 23 átomos de Mg

3. ¿Qué masa en gramos presentará un átomo de carbono? (M.A. C: 12 u)

EJERCICIOSEJERCICIOS

Sabiendo que:

6,02 x 10 23 átomos=

1 átomo

12 g X g

X =12 g x 1 átomo

6,02 x 10 23 átomos

X = 1,99 x 10 - 23 g

MASA MOLAR (M)MASA MOLAR (M)

• Masa en gramos de un mol de una sustancia.

• Se puede determinar al conocer la fórmula de la sustancia gracias a la suma consecutiva de todos sus componentes, al igual como se determina la masa molecular.

• La masa molar (en gramos) de cualquier sustancia es siempre numéricamente igual a su masa formular (uma).

MASA MOLAR (M)MASA MOLAR (M)

CONVERSIÓN MOL – GRAMO CONVERSIÓN MOL – GRAMO

EJEMPLOEJEMPLOEl sulfato de calcio (CaSO4) es el principal ingrediente de la tiza utilizada antiguamente para escribir en la pizarra. ¿Cuál será el número de moles de sulfato de calcio que hay en un trozo de tiza de 14,8g? (M.A. Ca: 40 u; S: 32 u; O: 16 u)

El ácido acetilsalicílico C9H8O4 es el principio activo de la aspirina. ¿Cuál es la masa en gramo de 0,287 mol de ácido acetilsalicílico? (M.A.C: 12u; H:1u; O: 16u)

PROBLEMA 1PROBLEMA 1

M = [(9x12) + (8x1) + (4x16)]g/mol = 180 g/mol

n =m

Mm = n x M

m = 0,287 mol x 180 g/mol

m = 51,66 g

El hidróxido de sodio (NaOH) es una sustancia que muchas dueñas de casa adquieren en ferreterías como soda cáustica y se utiliza para destapar cañerías. Si una señora compra 1 kg (1000 g)de dicha sustancia, ¿Cuántos moles de hidróxido de sodio adquirió? (M.A.Na: 23 u; O: 16 u; h: 1u)

PROBLEMA 2PROBLEMA 2

M = [23 + 16 + 1]g/mol = 40 g/mol

n =m

M

m = 25 mol de NaOH

n =1000 g

40 g/mol

RELACIONES CUANTITATIVASRELACIONES CUANTITATIVAS

H + Cl HCl Relaciones H Cl HCl

N° de entidades elementales

6x10 23 átomos de

H

6x10 23 átomos de Cl

6x10 23 moléculas de

HCl

Cantidad de sustancia (mol)

1 1 1

Masa en gramos 1 g 35,5 g 36,5 g

Cantidad moléculas

1 1 1

RELACIONES CUANTITATIVASRELACIONES CUANTITATIVAS

H2 + O2 H2O Relaciones H O2 H2O

N° de entidades elementales

Cantidad de sustancia (mol)

Masa en gramos

Cantidad moléculas

RELACIONES CUANTITATIVASRELACIONES CUANTITATIVAS

2H2 + O2 2H2O Relaciones H O2 H2O

N° de entidades elementales

2 x 6x10 23 moléculas

de H2

6x10 23 moléculas de

O2

2 x 6x10 23 moléculas de

H2O

Cantidad de sustancia (mol)

2 1 2

Masa en gramos 4 g 32 g 36 g

Cantidad moléculas

2 1 2

RELACIÓN MOLARRELACIÓN MOLAR• La relación molar o método mol a mol, corresponde a la

relación entre la cantidad de moles entre dos de las especies que participan en la reacción. Por ejemplo, si observamos la reacción de combinación del agua se tiene:

EJEMPLO 1EJEMPLO 1

Paso 1: Determinar el número de moles de la sustancia inicial.

EJEMPLO 1EJEMPLO 1Paso 2: Determinar la relación molar de la sustancia deseada a la sustancia inicial. A partir de la cual es posible calcular la cantidad de moles que se formarán de CO2.

Si: 1 mol de C6H12O6 =2 mol de C6H12O6

6 mol CO2 X mol CO2

X =6 mol CO2 x 2 mol de C6H12O6

1 mol de C6H12O6

X = 12 mol de CO2

EJEMPLO 1EJEMPLO 1

m = n x M

Paso 3: Transformar el resultado a masa en gramos. La Masa Molar del CO2 es 44 g/mol.

m = 12 mol x 44 g/mol

m = 528 g de CO2

Respuesta: Se obtendrán 528 g de CO2 al reaccionar 2 moles de glucosa (C6H12O6)

REACTIVO LIMITANTEREACTIVO LIMITANTE• En los procesos químicos existe un reactivo que limita

la cantidad de productos que se pueden obtener durante una reacción, denominado reactivo limitante.

CONCEPTOSCONCEPTOS

• Reactivo Limitante: Reactivo que se consume primero en una reacción química. La cantidad máxima de producto que se forma depende de la cantidad de este reactivo.

• Reactivo Excedente: Son los reactivos presentes en mayor cantidad que la necesaria para reaccionar con la cantidad de reactivo limitante.

EJEMPLOEJEMPLOLa reacción entre el aluminio y el óxido de hierro (III) puede producir temperaturas cercana a los 3000°C, lo que se utiliza para soldar metales:

2Al + Fe2O3 Al2O3 + 2FeEn un proceso se hicieron reaccionar 81 g de Al con 320 g de Fe2O3. Determinar el reactivo limitante y la cantidad en gramos de Al2O3 que se produce.

n Al =81 g

27 g/moln Al = 3 mol

n Fe2O3 =320 g

160 g/moln Fe2O3 = 2 mol

EJEMPLOEJEMPLO

Si: 2 mol de Al=

3 mol de Al

1 mol Fe2O3 X mol Fe2O3

X = 1,5 mol de Fe2O3

Si: 1 mol de Fe2O3 =2 mol de Fe2O3

2 mol Al X mol Al

X = 4 mol de Al

Al : Reactivo Limitante

Fe2O3 : Reactivo Excedente

EJEMPLOEJEMPLO

Si: 2 mol de Al=

3 mol de Al

1 mol Al2O3 X mol Al2O3

X = 1,5 mol de Al2O3

• La cantidad de Al2O3 se determina con la cantidad de reactivo limitantes presente. Así, que:

m = n x M m = 1,5 mol x 102 g/mol

m = 153 g de Al2O3

Respuesta: Se producen 153 g de Al2O3

Muchas GraciasMuchas Gracias

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Chiguayante

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