TEMA 2. ESTEQUIOMETRÍA
1.- Pesos atómico y molecular
2.- El mol
3.- Reacciones químicas
4.- Reactivo limitante
5.- Rendimiento de un proceso
6.- Clasificación de las reacciones químicas
7.- Concentración de una disolución. Reglas de
solubilidad
LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA MASA
(LAVOISIER)
En un sistema cerrado, sin intercambio con el exterior, la masa contenida en
él permanece constante aunque se produzcan reacciones químicas en su
interior. (en una reacción química, la cantidad de materia es la misma al
final y al comienzo de la reacción)
Una unidad de masa atómica (uma) es la doceava parte de la masa del
átomo (isótopo) de carbono de número másico 12; equivale a
1.6605655.10 -27 kg
Masa atómica, A, también llamada peso atómico de un elemento, es la
masa de uno de sus átomos expresada en unidades de masa atómica.
Masa atómica relativa de un elemento es el número de veces que la
masa media de sus átomos contiene a la doceava parte de la masa de
un átomo de C-12. Esta es adimensional. Y representa la media de las
masas isotópicas ponderadas, de acuerdo a las abundancias en la
naturaleza de los isótopos del elemento.
Concepto de mol, Número de Avogadro
Mol es una unidad de cantidad de sustancia. Se define como la
cantidad de sustancia que contiene tantas entidades elementales
como átomos hay en 12g del isótopo 12 del carbono. Tendremos que
especificar a que entidades elementales se refiere (átomos, moléculas,
iones, electrones….)
CALCULO DE LA COMPOSICIÓN CENTESIMAL DE
UNA SUSTANCIA
Se determina a partir de su fórmula que como sabemos nos expresa
su composición cualitativa y cuantitativa.
Para determinar el
porcentaje en peso en que interviene cada elemento en la constitución
de la sustancia, el producto del número de átomos que aparece en la
fórmula por su masa atómica se divide entre la masa atómica y se
multiplica por 100.
DEDUCCIÓN DE LA FÓRMULA EMPÍRICA Y
MOLECULAR A PARTIR DE LA COMPOSICIÓN
ELEMENTAL
Las etapas para la obtención de la fórmula empírica son:
Composición elemental (puede ser en %) se divide entre la masa
atómica→ Obtenemos la relación en moles se divide entre el nº de
moles mas pequeño→ Obtenemos la relación entre los átomos en
números sencillos→Fórmula empírica masa molecular →
Fórmula molecular
TRANSFORMACIONES DE LA MATERIA
• TRANSFORMACIÓN FÍSICA. Se dice que se ha
producido una transformación física cuando una muestra de
materia cambia alguna de sus propiedades físicas, aspecto
físico, pero su composición permanece inalterada. Eje. Paso
de agua sólida a agua líquida.
• TRANSFORMACIÓN QUÍMICA. Se dice que se
ha producido una transformación QUÍMICA cuando una
muestra de materia se transforma en otra muestra de
composición diferente. Eje. C2H5OH + 3O2 → 2CO2 +3H2O
Ecuación química
La ecuación química ajustada simboliza la naturaleza y cantidades
de las sustancias que participan en un proceso o cambio químico.
La relación entre las cantidades de las sustancias que intervienen
en la ecuación química se denomina estequiometría.
Una ecuación química ajustada es una ecuación algebraica, en la
que se ponen las sustancias reaccionantes en el primer miembro y
los productos de la reacción en el segundo, separados ambos
miembros por una flecha cuya punta indica el sentido en el que se
produce la reacción. Cuando la reacción es reversible se pone una
doble flecha. Las condiciones de la reacción se suelen poner por
encima o debajo de la o las flechas.
reactivo 1 + reactivo 2 → producto 1+ producto 2
Fe (s) + Cl2 (g) → FeCl3 (s)
Símbolo
+
→
(s)
(l)
(g)
(ac)
Significado
Separa 2 o más reactivos o productos
Separa reactivos de productos
Identifica el estado sólido
Identifica el estado líquido
Identifica el estado gaseoso
Identifica la solución en agua
¿Qué es un coeficiente?
Es un número escrito frente a un símbolo químico de un elemento o
compuesto que indica el menor número de moléculas (o moles)
involucradas en una reacción. No se escribe si su valor es igual a 1.
Ejemplo:
3KCL, 2H2O, 6HCL
¿Qué es un subíndice?
Es un número entero escrito con letras pequeñas después de un
símbolo de un elemento químico, indica el número de átomos de un
elemento en un compuesto. No debes modificarlos ya que si lo
haces cambias la identidad de la sustancia.
Ejemplo:
O2, Cl2, H2, F2 ,H2O
Reacciones con reactivo limitante
•
•
•
Hay veces que no nos dan las relaciones estequiométricas de todos los reactivos.
En estos casos, uno de los reactivos quedará en exceso y no reaccionará todo él.
El otro reactivo se consume totalmente y se denomina reactivo limitante, ya que por
mucho que haya del otro no va a reaccionar más.
El rendimiento en las reacciones químicas.
En casi todas las reacciones químicas suele obtenerse menor cantidad de producto
de la esperada a partir de los cálculos estequiométricos.
Esto se debe a:
Perdida de material al manipularlo.
Condiciones inadecuadas de la reacción.
Reacciones paralelas que formas otros productos.
Se llama rendimiento a:
mproducto (obtenida)
Rendimiento = ————————
· 100
mproducto (teórica)
Clasificación de las reacciones químicas
Síntesis:
2SO2 (g) + O2 (g)
2SO3(g)
Combustión:
CH4 (g) + 2O2 (g)
CO2 (g) + 2H2O (l)
Descomposición:
2NaN3 (s)
2Na (s) + 3N2 (g)
Precipitación
NaCl(l) + AgNO3(l)
AgCl(s) + NaNO3
Neutralización:
HCl + NaOH
Oxidación Reducción
Fe (s) + CuSO4 (ac)
NaCl + H2O
FeSO4 + Cu (s)
Tipos de Reacciones


Síntesis o combinación: Dos o más sustancias reaccionan para dar otra más compleja. A + B  AB

Las reacciones entre dos no metales dan compuestos covalentes:
N2 + 3 H2  2 NH3

Las reacciones entre un no metal y un metal dan sales:
S + Fe  FeS

Las reacciones entre un elemento y oxígeno producen óxidos:
2 Ca + O2  2 CaO S + O2  SO2

Las reacciones entre un óxido y agua producen hidróxidos:
CaO + H2O  Ca(OH)2

Las reacciones entre un anhídrido y agua producen ácidos:
SO2 + H2O  H2SO3

Las reacciones entre un óxido y un anhídrido dan sales:
CaO + SO2  CaSO3
Descomposición: Una sustancia se descompone formando dos o más simples. AB  A + B
2 KClO3

 2 KCl + 3 O2
Desplazamiento o sustitución: Uno de los elementos de un compuesto es sustituido por otro elemento. AB + X 
AX + B
 Algunos metales reaccionan con ciertos ácidos, reemplazando el hidrógeno y formando la sal correspondiente:
Zn + H2SO4  ZnSO4 + H2
 Un metal puede ser desplazado de sus sales por otro metal más activo:
Zn + CuSO4  ZnSO4 + Cu

Ácido-base. Neutralizaciones
Un ácido reacciona con una base dando lugar a la formación de una sal y agua. En la reacción desaparecen
simultáneamente las propiedades de ambos.
Na+ + OH- + Cl- + H+
NaOH

Cl- + Na+ + H2O
HCl
NaCl
Precipitación
Una reacción de precipitación consiste en la formación de un compuesto insoluble, que recibe el
nombre de precipitado cuando se mezclan dos disoluciones.
Ag+ + NO3AgNO3 (aq)
solubilidad elevada

→
+
I- + K +
→
KI (aq)
AgI (s)
+
solubilidad baja
solubilidad elevada
Oxidación-Reducción (Redox)
Consiste en la transferencia de electrones de una especie química, llamada agente reductor, a otra, llamada
agente oxidante.
Reducción: Cu 2+
+ 2 e – → Cu
Oxidación: Mg → Mg 2+
Cu 2+

KNO3 (aq)
Precipitado
solubilidad elevada
NO3- + K+
+ 2e–
+ Mg → Cu + Mg 2+
Combustión
Es la reacción de una sustancia, llamada combustible, con oxígeno, al que se le llama comburente, en la
reacción se forman dióxido de carbono y agua y se desprende gran cantidad de energía en forma de luz y calor
Combustión de propano: C3H8
+ 5 O2
→ 3 CO2 + 4 H2O
REACCIONES EN SOLUCIONES ACUOSAS
SOLUCIÓN ACUOSA
Es una mezcla homogénea en la cual una sustancia (SOLUTO) se disuelve en
agua (DISOLVENTE).
Los diferentes tipos de solutos en soluciones acuosas pueden existir como
MOLÉCULAS (no electrolitos) o como IONES (electrolitos). Los electrolitos a
su vez pueden ser: Fuertes o débiles
FUERTES
DEBILES
los ácidos inorgánicos como HNO3,
HClO4, H2SO4, HCl, HI, HBr, HClO·,
HBrO3
Muchos ácidos inorgánicos como
H2CO3, H3BO3,H3PO4,H2S, H2SO3
Los hidróxidos alcalinos y
alcalinotérreos
La mayoría de los ácidos orgánicos
La mayoría de las sales
Amoniaco y la mayoría de las bases
orgánicas
Reglas de solubilidad de compuestos iónicos
Solubilidad de compuestos iónicos en agua a 25 ºC
1º Todos los compuestos de los metales alcalinos y los compuesto que contienen al ión
amonio (NH4+) son solubles.
2º Todos los compuestos que contienen nitrato (NO3-), clorato (ClO3-) o perclorato
(ClO4-) son solubles.
3º La mayoría de los sulfatos (SO42-) son solubles. Salvo: (CaSO4), (Ag2SO4),
BaSO4, (HgSO4) y (PbSO4).
4º La mayoría de los compuestos que contienen cloruros Cl-, bromuros Br- o yoduros Ison solubles, con excepción de aquellos que contienen Ag+, Hg22+ y Pb2+ .
5º La mayoría de los hidróxidos (OH-) son insolubles; las excepciones son los hidróxidos
de los metales alcalinos y el hidróxido de bario, Ba(OH)2.
6º Todos los carbonatos (CO32-), fosfatos (PO43-) y sulfuros (S2-) son insolubles, excepto
los de los metales alcalinos y el ión amonio.