Estequiometria

Clase 4: Estequiometría

Numero de Avogadro y mol

Debido al bajo tamaño de los átomos y moléculas, es muy difícil obtener un número de estos masándolos o contando una cantidad determinada. Para medirlos se necesita trabajar en un gran número y si lo trabajáramos por número, tendríamos números con exponentes sobre 20. Avogadro, determinó el número de átomos que esta contenído en 12 gr decarbono, encontrando que 6,0221367 x 1023. Este es el llamado número de avogadro y se le puso como nombre “mol”. Es decir, 1 mol equivale a 6,0221367 x 1023 átomos ó 6,0221367 x 1023 moléculas (así como 1 peso equivale a 100 centavos).
La masa en gramos que contiene 1 mol de átomos de un elemento dado es la masa molar y su unidad es [gramo / mol]. La masa molar de los diferentes elementos se hadeterminado experimentalmente y se da en toda tabla periódica (cuadros verdes de la figura 1). Si ahora debo saber la masa molar de una molécula como el agua, debo sumar las masas molares de cada uno de los átomos que componen la molécula:

El símbolo del agua es H2O que significa que cada molécula de agua se compone de 2 átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. Así, cada mol de moléculas de agua, secompone por dos moles de átomos de hidrógeno y un mol de átomos de oxígeno. Si cada hidrógeno tiene una masa molar de 1 g/mol y el oxígeno tiene una masa molar de 16 g/mol (cuadros rojos de figura 1, la masa molar del agua es 18 g/mol. A la masa molar de un átomo también se le llama masa atómica y la de una molécula, masa molecular

Figura 1. masas molares

Teniendo claro lo que es la masamolar y el concepto de mol, podemos definir “n” el cual se define como número de moles de algo. El n corresponde al coeficiente de una formula y puede tener cualquier número entero o incluso decimal:
nH2O es igual a n moles de agua

Formulas químicas

Son los símbolos que identifican a los elementos o compuestos. Cada formula tiene uno o mas símbolos químicos (símbolo químico es el símbolo queidentifica a un elemento cualquiera). En la posición inferior derecha de cada símbolo químico va el subíndice que indica la cantidad de átomos de dicho elemento que componen una molécula dada Poe ejemplo H2CO3 dice que la molécula se compone de dos átomos de hidrógeno, un átomo de carbono y tres átomos de oxígeno. Delante de la fórmula química va el n que identifica la cantidad de moles de dichamolécula. Ejemplo: 5 O2 que corresponde a 5 moles de moléculas de oxígeno

Composición porcentual

Es el porcentaje en masa de cada uno de los componentes de la molécula
[Ojo: es el porcentaje en masa y no en moles]

Comp. Porc. = n* masa molar elemento * 100 %
masa molar del compuesto

Ejemplo: Composición porcentual del hidrógeno en una molécula de agua% hidrógeno= 2* 1,0g *100% = 11,117%
17,99g

Formula empírica

Es la formula química que establece la proporción en moles de cada uno de los átomos participantes de una reacción. Para determinar la formula empírica, se requiere de las composiciones porcentuales cada elemento del compuesto. El procedimiento esdeterminar cuanto de la masa total del compuesto se atribuye a cada átomo componente de la molécula. Luego se divide la cantidad en gramos de cada elemento por su masa molar determinando así un número que da la relación en moles.

Ejemplo:
Determine la formula empírica de una molécula Si se determina que 160g de la molécula tiene una composición porcentual de 69% de hierro y 31% de oxígeno:Fe: 160g*0,69 = 110,4g. 110,4g/55.847g/mol =1.9768 = 2
O: 160g*0.31 = 49,6g; 49,6g/15.994 g/mol =3.1 = 3

formula empírica Fe2O3

Fórmula molecular ó formula real

La formula empírica da una relación en moles de cada componente de una molécula, pero no siempre esto da la formula real, sino solo dá el mínimo. Por ejemplo: el agua oxigenada tiene como formula...