Sevilla

Tema 1. Química descriptiva. Repaso

Química 2º bachillerato

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Leyes ponderales. Leyes volumétricas. El mol. Ecuaciones de los gases. Composición centesimal y determinación de fórmulas. Estequiometría y disoluciones.

En esta primera unidad vamos a repasar y a profundizar en la naturaleza de la materia. Vamos a partir del estudio de las primeras leyes experimentales querigieron el conocimiento de la química a principios del siglo XIX. A continuación analizaremos las leyes y principios fundamentales de la química, así como los conceptos básicos que se derivan, tales como el mol, volumen molar, unidad de masa atómica, peso equivalente, etc. Finalmente repasaremos los cálculos estequiométricos básicos que ya habíamos estudiado en el curso anterior, tanto enreactivos en estado sólido, líquidos, gaseosos y en disolución. 1. LEYES PONDERALES: 1.1 Ley de Conservación de la Masa. Antonie L. Lavoisier, fue el primer químico que realizó cuidadosamente mediciones con la balanza, obteniendo una explicación correcta de las reacciones en las que metales como mercurio o cobre eran calentados en presencia de aire. Lavoisier generalizó sus resultados a todas lasreacciones químicas, enunciando la llamada Ley de conservación de la masa:

“En una reacción química, la masa total de las sustancias que reaccionan ( reactivos ) es igual a la masa total de las sustancias que se forman ( productos ).”

La ley de conservación de la masa también se puede enunciar con otras palabras: En un sistema cerrado (es decir, sin intercambio de materia con el exterior), la masatotal de las sustancias existentes no cambia aunque se produzca cualquier reacción química entre ellas. 1.2 Ley de las proporciones Constantes (o ley de Proust). Si en condiciones cuidadosamente controladas, hacemos reaccionar por ejemplo, 10 g de cloro con 10 g de sodio, podrá probarse que los 10 g de cloro no reaccionan con todo el sodio, sino solo con una porción de él (6,484 g exactamente)quedándose el exceso sin reaccionar. Según la experiencia, el cloro y el sodio han reaccionado en la proporción en peso:

=

,

“Cuando dos elementos se combinan para formar un mismo compuesto, estos lo hacen siempre en la misma proporción”. Esta ley fue enunciada por Proust en 1799, y atacada por Berthollet, quién creía que la composición de un compuesto variaba según el método por el que sehabía preparado. Modernamente se conocen compuestos sólidos que no cumplen la ley de

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proporción constante (óxidos y sulfuros de elementos de transición), y se les llama compuestos no estequiométricos o compuestos bertólicos. Podemos decir por tanto que:
= 6,484 12,968 4,934 = = =⋯= 10 20 7,61

Cada muestra de sal comúndescompuesta nos arrojará invariablemente un 39,34 % de sodio y un 60,66% de cloro (relación 6,484/10). 1.3. Ley de las proporciones Múltiples. La ley anterior no excluye la posibilidad de que dos sustancias puedan formar compuestos diferentes si varían las condiciones experimentales. De hecho, esto es lo que sucede, por ejemplo, con el oxígeno y el hierro o el cobre o el carbono, que dependiendo delas condiciones de la experiencia se originan óxidos diferentes. Para cada proceso individual, se cumple, por supuesto la ley de Proust, sin embargo, cabe hablar de otra más general que incluye estos casos. Esta es la llamada ley de Dalton de las proporciones múltiples. Veámosla con un ejemplo. Al hacer reaccionar un gramo de oxígeno con cobre, la cantidad de éste consumida es exactamente 3,971g:
oxigeno + cobre → oxido de cobre (a) 1,00 g 3,971g

Pero en condiciones experimentales diferentes, un gramo de oxígeno puede reaccionar con 7,942 g de cobre para dar lugar a otro compuesto diferente:
oxigeno + cobre → oxido de cobre (b) 1,00 g 7,942g

Si dividimos los gramos de cobre que en ambos casos se combinaron con la misma cantidad (un gramo) de oxígeno, veremos que resulta una...