Quimica, Examen Cap 3 Pregunta #4

Cuentan que Dalton (1766-1844) comenzó a elaborar su teoría acerca de los átomos por un interés puramente físico: suponer que la materia está compuesta por partículas infinitamente pequeñas que se atraen o repelen entre sí con distinta intensidad según la temperatura -y su propia naturaleza- se presentaba como la teoría que mejor explicaba las propiedades de gases, líquidos y sólidos.Seguramente esta idea no era original, la innovación de Dalton consistió en suponer que existe una masa atómica característica para cada elemento, que los átomos de un elemento cualquiera tienen todos exactamente la misma masa, distinta de la de los átomos de cualquier otro elemento.

También, en suponer que los átomos de las sustancias compuestas (hoy decimos moléculas) se pudieran visualizar como ungrupo o aglomerado de átomos de distintos elementos.



En los tiempos de Dalton se conocían ya –si bien con poca exactitud- las composiciones de muchas de las sustancias que los químicos usaban en sus experiencias. Como por ejemplo, que el amoníaco se compone de 82.25 % de nitrógeno y 17.75 % de hidrógeno.

El agua contiene un 88.81 % de oxígeno y 11.19 % de hidrógeno. Esta composiciónelemental porcentual, observada en cualquier muestra de agua pura, debería mantenerse también en cada molécula de agua, debía haber en los átomos que formaran la molécula de agua aproximadamente ocho veces más masa de oxígeno que de hidrógeno.

Se dio entonces a la tarea –que fue completada luego por otros químicos- de resolver el rompecabezas de asignar un valor de masa atómica para cadaelemento, y una proporción de átomos en cada molécula (valencia) de modo de poder explicar con éstos los valores de composición elemental de las sustancias compuestas. Así, una vez resuelto ese fenomenal sudoku, se establecieron las tablas de masas atómicas relativas que aún hoy –con actualizaciones periódicas- usamos.



Cuando los químicos escriben “H2O” en vez de “agua”, enfatizan que, de acuerdocon la teoría corriente, el agua está formada por moléculas que a su vez están formadas por la unión de dos átomos de hidrógeno a uno de oxígeno. Basta con buscar los valores de las masas atómicas asignadas a dichos elementos:

Ar H = 1.0079 uma

Ar O = 15.9994 uma

para verificar que la masa molecular del agua es

15.9994 uma + (2 *1.0079 uma) = 18,0152 umay entonces vemos que su composición elemental porcentual, calculada como

H: 100 * 2 * 1.0079 uma / 18,0152 uma = 11.19 %

O: 100 * 15.9994 uma / 18,0152 uma = 88.81 %

coincide con los valores experimentales que pueden verificarse en los laboratorios de química.



1. Calcule la composición elemental porcentual de las siguientes sustancias:

HCl; SH2; FeO;Fe2O3; HNO3; Na2CO3



¿Cómo calcular, usando el modelo atómico de Dalton, la composición atómica de las moléculas de un compuesto (la “formula” química del compuesto) a partir del conocimiento de su composición elemental porcentual? Hay para esto un procedimiento sencillo, tomemos como ejemplo nuevamente al agua:

Si el agua tiene un 11.19% de hidrógeno y un 88.81% de oxígeno, seráporque, de acuerdo con la teoría atómica corriente, por cada

11.19 / 1.0079 = 11,1023 átomos de hidrógeno, hay

88.81 / 15.9994 = 5,5508 átomos de oxígeno,

esto es

11.1023 / 5.5508 = 2,0001



por cada átomo de oxígeno hay dos de hidrógeno. Lo que nos queda sin definir con estas cuentas es si la molécula de agua está formada por un átomo de oxígeno y dos dehidrógeno, o dos de oxígeno y cuatro de hidrógeno, etc.: en cualquiera de estos casos, la composición elemental porcentual calculada a partir de la fórmula, coincidiría con la experimental. Por esto, a la composición atómica calculada por este método se la llama “formula mínima” o, a veces, “empírica”.



Para poder asegurar que la fórmula química del agua es H2O y no H12O6, por ejemplo,...