ESTEQUIOMETRÍA

ESTEQUIOMETRÍA

La palabra estequiometria viene del griego stoicheion que significa “primer principio o elemento” y metron “medida”. La estequiometria describe las relaciones cuantitativas entre elementos en compuestos (estequiometria de composición) y entre sustancias que experimentan cambios químicos (estequiometria de reacciones). Algunos aspectos de la estequiometria incluyen diversos problemas como medir la concentración del ozono en la atmósfera, determinar el rendimiento, determinar el potencial de oro en una mina y evaluar diferentes procesos para convertir carbón en combustibles gaseosos.

La estequiometria se basa en el entendimiento de las masas atómicas de las fórmulas químicas y de la conservación de la masa.

ECUACIONES QUÍMICAS.

Las reacciones químicas se representan de manera concisa por medio de ecuaciones químicas. Por ejemplo, cuando arde hidrógeno gaseoso (H2) éste reacciona con el oxígeno del aire (O2) para formar agua (H2O). Escribimos la ecuación química para ésta reacción de la siguiente forma:

2H2+O22H2O

Leemos el signo + como “reacciona” y la flecha como “produce”. Las fórmulas químicas a la izquierda de la flecha representan las sustancias de inicio, conocidas como reactivos. Las fórmulas químicas a la derecha de la flecha representan las sustancias producidas en la reacción, conocidas como productos. Los números que preceden a las fórmulas son coeficientes (como en las ecuaciones algebraicas, el número 1 generalmente no se escribe). Los coeficientes indican el número relativo de moléculas de cada tipo involucradas en la reacción. Debido a que los átomos no se crean ni se destruyen en cualquier reacción, una ecuación química debe tener un número igual de átomos de cada elemento en cada lado de la flecha. Cuando se cumple ésta condición, se dice que la ecuación está balanceada. Por ejemplo en:

2H2+O22H2O 2X2=4 átomos de H y 2X1=2 átomos de O

Observe que el número de átomos se obtiene multiplicando el coeficiente por los subíndices de la fórmula química. Debido a que hay cuatro átomos de H y dos de O en cada lado de la ecuación, entonces está balanceada.

BALANCEO DE ECUACIONES.

Una vez que conozcamos las fórmulas de los reactivos y productos de una reacción, podemos escribir una ecuación no balanceada. Después balanceamos la ecuación determinando los coeficientes que proporcionan números iguales de cada tipo de átomo en cada lado de la ecuación. En prácticamente todos los casos, una ecuación balanceada deberá tener los coeficientes con los números enteros más pequeños posibles. Para balancear una ecuación, debe comprender la diferencia entre un coeficiente que procede a una fórmula y un subíndice dentro de ésta. Si se cambia el subíndice de una fórmula, por ejemplo H20 a H2O2 modifica la identidad de la sustancia química.

Nunca debe cambiar los subíndices cuando balancee una ecuación. En contraste, colocar un coeficiente antes de una fórmula sólo modificará la cantidad de la sustancia y no su identidad. Por lo general es mejor balancear primero los elementos que están presentes en el menor número de fórmulas químicas en cada lado de la ecuación.

CÓMO INDICAR EL ESTADO DE LOS REACTIVOS Y PRODUCTOS.

Con frecuencia se añade información adicional a las fórmulas de las ecuaciones balanceadas para indicar el estado físico de cada reactivo y cada producto. Con éste fin utilizamos los símbolos (g), (l), (s) y (aq) para gas, líquido, sólido y disoluciones acuosas respectivamente. Por ejemplo en la siguiente ecuación:

CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)

ALGUNOS PATRONES SENCILLOS DE REACTIVIDAD QUÍMICA

-REACCIONES DE COMBINACIÓN Y DESCOMPOSICIÓN-

En las reacciones de combinación, dos o más sustancias reaccionan para formar un producto. Cuando se efectúa una reacción de combinación entre un metal y un no metal, el producto es un sólido iónico. La fórmula de un compuesto iónico puede determinarse a partir de las cargas de los iones involucrados.

En una reacción de descomposición, una sustancia experimenta una reacción para producir dos o más sustancias distintas. Muchos compuestos cuando se calientan experimentan reacciones de descomposición. Por ejemplo, muchos carbonatos metálicos cuando se calientan, se descomponen para formar óxidos metálicos y dióxidos de carbono:

CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)

La descomposición de CaCO3 es un proceso comercial importante. La piedra caliza o las conchas marinas que son básicamente CaCO3, se calientan para preparar CaO, la cual se conoce como cal o cal viva.

COMBUSTIÓN EN AIRE.

Las reacciones de combustión son reacciones rápidas que producen una flama. La mayor parte de las reacciones de combustión que observamos involucran el O2 del aire como un reactivo. Cuando los hidrocarburos se queman en aire, reaccionan con O2 para formar CO2 y H2O. El número de moléculas de O2 requerido en la reacción, y el número de CO2 y H20 formado dependen de la composición del hidrocarburo, quien actúa como el combustible de la reacción.

PESOS FORMULARES.

Las fórmulas y ecuaciones químicas tienen un significado cuantitativo, los subíndices de las fórmulas y los coeficientes de las ecuaciones representan cantidades precisas. La fórmula H2O indica que una molécula de ésta sustancia (agua) contiene exactamente 2 átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. De forma similar, los coeficientes de una ecuación química balanceada indican las cantidades relativas de reactivos y productos. ¿pero cómo relacionamos el número de átomos o moléculas con las cantidades que medimos en el laboratorio? Aunque no podemos contar directamente átomos ni moléculas, podemos determinar indirectamente sus números si conocemos sus masas. Por lo tanto,

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