Quimica

LEYES FUNDAMENTALES Durante el siglo XVIII tiene lugar la construcción de los cimientos de la química como ciencia, gracias al trabajo riguroso cuantitativo en el laboratorio, utilizando la balanza, de un grupo notable de químicos. Fruto de ello, en la frontera entre los siglos XVIII y XIX, es la aparición de las cinco leyes fundamentales de la Química, que son: Ley de conservación de la masa oley de Lavoisier de 1774 Ley de las proporciones definidas o ley de Proust de 1799 Ley de las proporciones múltiples o ley de Dalton de 1803 Ley de las proporciones recíprocas o ley de Richter de 1792 Ley de los volúmenes de combinación o ley de Gay-Lussac de 1808 Estas leyes son empíricas (provienen de la observación y medición) y las cuatro primeras son las llamadas leyes ponderales, pues sededujeron experimentalmente mediante determinación de masas, mientras que la última es una ley volumétrica, pues se dedujo por determinación de volúmenes. Ley de conservación de la masa (LCM). Lavoisier, 1774 “En toda transformación química la masa se conserva, es decir, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos de la reacción”. Ejemplo: 2 gramos de cloro y 3 gramos desodio producen 5 gramos de cloruro de sodio. Ejemplo: Se hace reaccionar una muestra que contiene 35,29 g de plomo con el oxígeno del aire y se originan 40,74 g de óxido de plomo (IV) ¿Cuántos gramos de oxígeno reaccionan? Solución: La reacción química que tiene lugar es: plomo + oxígeno ® óxido de plomo De acuerdo a la LCM, se cumple que: m plomo + m oxígeno = m óxido de plomo 35,29 g + m oxígeno= 40,74 g => m oxígeno = 5,45 g
Notas 1.) Los experimentos de Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794) fueron de los primeros experimentos químicos realmente cuantitativos que se realizaron. Utilizó y perfeccionó la balanza, demostrando experimentalmente que durante un cambio químico no existe cambio en la masa de los reactivos al convertirse en productos. Se considera el fundador de la químicamoderna. 2.) Esta ley no es aplicable en las reacciones que implican altas cantidades de energía, como es el caso de las reacciones nucleares. Einstein demostró, de acuerdo a su teoría de relatividad, una relación entre la masa y la energía, E = m c2, donde E es la energía, m la masa y c la rapidez de la luz (3×108 cm/s). Es decir, la masa se puede transformar en energía y la energía se puedetransformar en masa. 100 kcal = 4,65×10 12 kg.

Ley de proporciones definidas (LPD). Proust, 1799 Para formar un determinado compuesto, dos o más elementos químicos se unen siempre en la misma proporción ponderal (en masa), independientemente del origen de dicho compuesto. Ejemplo: El carbono y el hidrógeno forman metano (CH4) en la proporción 3:1 (se lee “tres es a uno”). Esto quiere decir que en elmetano, por cada tres gramos (3 g) de carbono tenemos un gramo (1g) de hidrógeno.
Prof. Gabriel Ordaz Química I 2011

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Notas 1.) De acuerdo a la LPD la composición centesimal (o porcentual) de cualquier compuesto se mantiene constante, siendo la composición porcentual los porcentajes en masa de cada elemento (gramos de elemento por cada 100 g de compuesto) por lo que la suma de lasproporciones de todos los elementos que componen una sustancia debe dar 100%. Por ejemplo, para un compuesto formado por A y B los m( A) m( B ) porcentajes se calculan como: % A = × 100 ; % B = ×100 ; % A + % B = 100%
m(compuesto) m(compuesto)

2.) La ley de Proust no se cumple exactamente. La causa es que la masa atómica promedio depende de la composición isotópica del elemento. Esta puede variar segúnsu origen. Tampoco cumplen esta ley algunos sólidos iónicos, como el óxido de zinc o el sulfuro de cobre (II) o los semiconductores extrínsecos, debido a defectos en la red cristalina. Estas sustancias se llaman compuestos no estequiométricos o bertólidos en honor a Berthollet.

Ley de proporciones múltiples (LPM). Dalton, 1803 “Cuando dos elementos se combinan para originar diferentes...