Estequiometria

II.3 Estequiometría de disoluciones.

Definitivamente una de las ramas más importantes de la química es la estequiometría, ya que uno de los objetivos principales de la química es medir las substancias, la estequiometría se encarga de esto.
Como definición de la estequiometría podemos decir que es la rama de la química que se encarga de estudiar las relaciones ponderales (de peso), masa-masa,mol-mol, masa-volumen, mol-volumen... de las substancias que participan en una reacción química.
La herramienta principal de la estequiometría es la ley de la conservación de la masa que en términos generales se puede enunciar de la siguiente manera:
"En toda reacción la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos". Para que dicha ley se cumpla las ecuaciones químicasdeben estar correctamente balanceadas; para ello existen tres diferentes métodos de balanceos de ecuaciones, de balanceos de ecuaciones, son tanteo, algebraico y redox.
La definición etimológica de la palabra estequiometría es de raíces griegas. Estoicheión = elemento o sustancia, Metría = medición. Lo cual nos da a entender que la estequiometría se encarga de la medición de las sustancias queparticipan en una reacción química.
* Peso o masa molecular: es la suma de los pesos o masas atómicas de los elementos que participan en la molécula de un compuesto, de acuerdo a la cantidad de átomos presentes en la fórmula del compuesto.
* Mol: Es la masa molecular de una sustancia, expresada en gramos

Ejemplo 1.
Calcular el P.M. (peso molecular) del H2O, conociendo que el P.A. (pesoatómico) del hidrógeno (H) es = 1 y el P.A. del oxígeno es = 16.

Como una molécula de agua H2O tiene 2 hidrógenos y un oxígeno, su peso molecular será:
H = 1 x 2 = 2
O = 16 x 1 = 16
18
Nota: Si este peso molecular lo expresamos en gramos o sea 18 gr, podemos asumir que un mol de H2O pesa 18 gr o sea 18gr/mol de H2O.

Ejemplo 2.

¿Cuantos gramos contendrá 2 molesde oro (Au)? P.A. del Au = 196.9

Como el oro es un elemento y no un compuesto como el agua, un mol de Au será su peso atómico expresado en gramos o sea 196.9 gr. Entonces 2 moles de Au serán 196.9 x 2 = 393.8 gr

Recordemos que hasta este momento, las unidades que hemos visto para medir las concentraciones de las disoluciones son físicas, tales como % en masa, % en volumen y % masa/volumen.Además podemos medir las concentraciones de las disoluciones en unidades químicas, tales como Molaridad (M), molalidad (m), Normalidad (N) y fracción molar (X). En este caso sólo nos ocuparemos de las soluciones Molares y molales.

Molaridad ( M ): Es el número de moles de soluto contenido en un litro de solución.
Despejando moles de soluto

También debemos considerar que:

# Moles soluto =grs. de soluto/ P.M. ó P.A. (según sea, compuesto o elemento)

Si sustituimos el número de moles de soluto, en la fórmula de Molaridad quedaría:

M = _____grs. de soluto______
(P.A. ó P.M.) (Lts. solución)

Podemos decir en base a lo anterior que una solución 3 M, es aquella que tiene 3 moles de soluto por litro de solución.

Ejemplo 3.

¿Cuálserá la molaridad de una solución que contiene 64 gr de Metanol (P.M. = 32 gr/mol) en 500 ml de solución?

El volumen de solución se debe expresar el lts. por lo que 500 ml = 0.5 lts.

M =_______64 gr.______ = 4 M
(32 gr/mol) (0.5 lts.)

Ejemplo 4.

¿Cuál será la Molaridad de un suero glucosado al 5% en peso. P.M. = 180.

Como es baja laconcentración, la densidad de la solución se considera igual que a la del agua o sea 1 gr/ml ó 1 lt/kg.
Primero se debe tomar una base de volumen para hacer el cálculo. Consideremos en este caso 100 ml (0.1 lt). (Se puede considerar como base cualquier otro volumen que se quiera 1 lt., 10 ml, etc.)

Si son 100 ml, estos pesarán 100 gr. Entonces para sacar el 5% se plantea la siguiente regla de tres:...