Capítulo 3: Estequiometría; Cálculos con Fórmulas y Ecuaciones Químicas
3.3 Masa Fórmula
Las fórmulas y ecuaciones químicas tienen un significado cuantitativo.
Los subíndices y coeficientes representan cantidades precisas.
Los coeficientes en una ecuación balanceada indican las cantidades relativas de reactivos y productos.
Masa Fórmula (MF)
Es la suma de las masas atómicas de los átomos en la fórmula química de la sustancia.
Masa Atómica (MA)
Si la fórmula es el símbolo de un elemento.
La MA de Na es 23.0 uma.
Masa Molecular (MM)
Si la fórmula es la de una molécula.
La MM de C6H12O6 = 6(12.0 uma) + 12(1.0 uma) + 6(16.0 uma) ...........................= 180.0 uma
Unidades Fórmula
Si la fórmula es la de una sustancia iónica. La masa fórmula del NaCl está definida como la masa de una unidad fórmula.
La unidad fórmula de NaCl, consiste en un ion Na+ y un ion Cl-. MF de NaCl = 23.0 uma + 35.5 uma = 58.5 uma.
MF de H2SO4 = 2(MA de H) + (MA de S) + 4(MA de O)
= 2(1.0 uma) + 32.1 uma + 4(16.0 uma)
= 98.1 uma
Composición Porcentual
Es el porcentaje en masa con el que contribuye cada elemento a la sustancia.
Fórmula = ((número de átomos del elemento)(masa atómica del elemento) / masa fórmula del compuesto) x 100%
Calcule el porcentaje de carbono, hidrógeno y oxígeno (en masa) de C12H22O11.
%C = ((12)(12.0 uma) / 342.0 uma) * 100% = 42.1%
%H = ((22)(1.0 uma) / 342.0 uma) * 100% = 6.4%
%O = ((11)(16.0 uma) / 342.0 uma) * 100% = 51.5%
3.4 El Número Avogadro y el Mol
Mol
Unidad para mejorar el número de átomos, iones o moléculas de una muestra de tamaño común.
Un mol siempre es el mismo número (6.02 x 1023), pero muestras de 1 mol de diferentes sustancias tendrán masas diferentes.
La masa atómica de un elemento en unidades de masa atómica es numéricamente igual a la masa en gramos de 1 mol de ese elemento.
El Cl tiene una masa atómica de 35.5 uma ⇒ 1 mol de Cl tiene una masa de 35.5 g
El H2O tiene una masa fórmula de 18.0 uma ⇒ 1 mol de H2O tiene una masa de 18.0 g
Número de Avogadro
6.02 x 1023
Hay esta cantidad de objetos (átomos, moléculas, iones) por cada mol.
Se cita con unidades de moles recíprocos: 6.02 x 1023 mol-1
Se lee como "mol inversa" o "por mol"
Masa Molar
La masa molar en gramos por mol de cualquier sustancia siempre es numéricamente igual a su masa fórmula en unidades de masa atómica.
La sustancia NaCl tiene una masa fórmula de 58.5 uma, y una masa molar de 58.5 g/mol.
¿Cuál es la masa molar de la glucosa, C6H12O6?
6 átomos de C = 6(12.0 uma) = 72.0 uma
12 átomos de H = 12(1.0 uma) = 12.0 uma
6 átomos de O = 6(16.0 uma) = 96.0 uma
llll
C6H12O6 = 180.0 uma
Conversión entre masas y moles
Calcule el número de moles de glucosa (C6H12O6) en 5.380 g de C6H12O6.
Moles de C6H12O6 = (5.380 g C6H12O6) (1 mol C6H12O6 / 180.0 g C6H12O6 ) = 0.02989 mol C6H12O6
Conversión entre masas y números de partículas
El mol es un puente entre la masa y el número de partículas.
¿Cuántas moléculas de glucosa hay en 5.23 g de C6H12O6? / ¿Cuántos átomos de oxígeno
hay en esta muestra?
= (5.23 g C6H12O6) (1 mol C6H12O6 / 180.0 g C6H12O6) (6.02 x 1023 moléculas C6H12O6 / 1 mol C6H12O6)
= 1.75 x 1022 moléculas C6H12O6
Átomos de O = (1.75 x 1022 moléculas C6H12O6) (6 átomos O / 1 molécula C6H12O6)
= 1.05 x 1023 átomos de O
Diagrama de procedimientos para conversiones
Gramos
Moles
Unidades fórmula
3.2 Patrones de reactividad química
Reacciones de Combinación
Dos o más sustancias reaccionan para formar un producto.
A + B -> C
2 Mg(s) + O2(g) -> 2 MgO(s)
Una reacción entre un metal y un no metal produce un sólido iónico.
Reacciones de Descomposición
Una sola sustancia experimenta una reacción para producir dos o más sustancias.
C -> A + B
CaCO3(s) -> CaO(s) + CO2(g)
Los carbonato metálicos cuando se calientan, se descomponen en óxidos metálicos y dióxido de carbono.
Reacciones de Combustión
Reacciones rápidas que producen una flama.La mayoría implican al O2 del aire como un reactivo.
C(s) + O2(g) -> CO2(g)
C3H8(g) + 5 O2(g) -> 3 CO2(g) + 4 H2O(g)
Cuando los hidrocarburos se queman en aire, reaccionan con O2 para formar CO2 y H2O.
Reacciones de Oxidación
Reacciones en nuestro cuerpo, que se efectúan en una serie de etapas intermedias a la temperatura corporal.