Estequiometria

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III UNIDAD
ESTEQUIOMETRIA
Hacia fines del siglo XVIII un noble francés llamado Antoine Lavoisier llevó a cabo una serie de cuidadosos estudios cuantitativos de las reacciones químicas. Posiblemente su observación de mayor importancia fue que la masa total de todas las sustancias existentes, después de una reacción química, es la misma que la masa total antes de la reacción. Esta importanteobservación, ahora conocida como ley de la conservación de la masa, es una de las leyes fundamentales de la química. En 1789, Lavoisier publicó un libro de texto de química, en el cual estableció lo siguiente:
Podemos basarnos en un axioma incuestionable, que en todas las acciones del arte y de la naturaleza, nada es creado; una cantidad igual de materia existe, tanto antes como después delexperimento.
Con el advenimiento de la teoría atómica, los químicos pudieron comprender la base de esta ley: Los átomos ni se crean ni se destruyen durante cualquier reacción química. Así, la misma cantidad de átomos está presente después de una reacción, que cuando se inició. Los cambios que se presentan durante una reacción comprenden solamente el reacomodo de los átomos.
En la presente unidad seestudiarán las cantidades de sustancias consumidas y producidas en las reacciones químicas. Este campo de estudio se conoce como estequiometría, nombre que se deriva de las palabras griegas stoicheion ("elemento") y metron ("medida"). La ley de la conservación de la masa funciona como el principio que guiará nuestras explicaciones.

Leyes de las Combinaciones Químicas
La química es eminentementeuna ciencia experimental y, por lo tanto, está sometida a medidas y leyes cuantitativas; es precisamente este carácter el que le ha diferenciado de la alquimia.
Las leyes de las combinaciones químicas que estudiaremos se refieren a la cantidad de materia de las diferentes sustancias que intervienen en una combinación química.
Ley de conservación de la materia.
También conocida como la Ley deLavoisier, por ser el científico que la enunció en 1783. Esta ley constituye el inicio de la química como disciplina científica, y establece lo siguiente: En una reacción química que se realice en un recipiente cerrado no se produce cambio apreciable en la cantidad de materia.
masa de los reactivos = masa de los productos
Como los procesos que tienen lugar en el universo son de naturaleza física oquímica y, en ellos, la masa permanece constante, se puede enunciar otro principio o ley de conservación de la materia de carácter más general: La materia no se crea ni se destruye, sólo se transforma.
Ley de las proporciones constantes o definidas.
Esta ley fue enunciada por Proust en el año 1799 y establece que: Un compuesto tiene siempre los mismos elementos y en las mismas proporciones,independiente del proceso seguido en su formación. O dicho de otra forma: Cuando dos o más elementos se combinan químicamente para formar un compuesto, siempre lo hacen en una relación de masas constantes.
Por ejemplo, cuando se hace reaccionar hierro con azufre, éstos se combinan siempre para formar sulfuro de hierro con la misma composición, de manera que al poner un exceso de hierro o de azufre,éstos se quedaban sin reaccionar al final del proceso, lo que hace pensar que ambos elementos se combinan en una proporción de masa constante. La relación entre las masas de hierro y de azufre viene dada por la siguiente expresión:

Este resultado permite concluir que el hierro y el azufre se combinan siempre en la proporción de 1,74:

Es decir, que 1,74 gramos de hierro se combinan aproximadamentecon 1 gramo de azufre.
Ley de las proporciones múltiples.
Esta ley la enunció Dalton en 1803 y dice: Cuando dos o más elementos se combinan para formar diferentes compuestos, las masas de uno de ellos que se combinan con una misma masa de otro, guardan entre sí una relación de números enteros y sencillos.
Simbólicamente:

siendo mB Y m’B las masas de un elemento que se combinan con la misma...
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