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Tema 5 Estequiometría de las reacciones químicas

• Definición: se define un mol de átomos de cualquier elemento como la cantidad de sustancia que contiene exactamente el mismo número de átomos que 12 g. de C12. Esta definición me está hablando de número de átomos (partículas). Pues bien, este número de partículas que contiene un mol se llama número de Avogadro y su valor es 6’023•1023. El número de Avogadro se representa por NA.

o Un mol de granos de arroz contiene 6’023•1023 granos de arroz, es decir, cuando yo vaya contando granos de arroz hasta conseguir 6’023•1023 granos de arroz, entonces tendré un mol de granos de arroz. Si yo voy contando granos de arroz hasta conseguir 12 granos de arroz, puedo decir que tengo una docena de granos de arroz.

Entonces:

• Un mol de átomos de Fe contiene 6’023•1023 átomos de Fe.

• En los problemas tenéis que utilizar la siguiente relación para realizar la regla de tres:

1 mol de átomos de Fe ------- 6’023•1023 átomos de Fe

o ¿Cuánto pesa un mol de átomos? Un mol de átomos pesa justamente la masa atómica del elemento expresada en gramos.

 El átomo de Fe pesa 55’8 u.m.a., entonces un mol de átomos de Fe pesa 55’8 gramos.

 El átomo de O pesa 16 u.m.a., entonces un mol de átomos de O pesa 16 gramos.

 La masa de un mol de átomos de Fe es de 55’8 g.

 En los problemas tenéis que utilizar la siguiente relación para realizar la regla de tres:

1 mol de átomos de Fe ---------- 55’8 g de Fe

• Un mol de cualquier sustancia (ahora estoy hablando de moléculas y no de átomos) contiene 6’023•1023 moléculas de esa sustancia y pesa la masa en gramos de la molécula de la que está compuesta la sustancia.

o La molécula del ácido sulfúrico tiene como fórmula H2SO4. La masa molecular del ácido sulfúrico es 98 u.m.a. Entonces un mol de ácido sulfúrico contiene 6’023•1023 moléculas de ácido sulfúrico y un mol de ácido sulfúrico tiene una masa de 98 g.

o La masa de un mol de ácido sulfúrico es de 98 g.

o Un mol de ácido sulfúrico contiene 6’023•1023 moléculas de ácido sulfúrico.

Relaciones de las moléculas

• DATOS Masas atómicas: H=1, N=14, O=16, S=32

La masa molecular de (NH4)2SO4= 128 u.m.a.

1 mol de (NH4)2SO4

6’023•1023 moléculas de (NH4)2SO4 128 g de (NH4)2SO4

Ejemplos

Problema 1

Calcula el número de moles de amoniaco (NH3) que hay en 0’85 g de este compuesto.

Solución:

Problema 2

Calcula cuantos gramos hay en 0’2 moles de agua (H2O).

Solución:

Problema 3

Calcula los moles que son 1’2046•1024 moléculas de agua.

Solución:

Ejercicios

1. Calcula el número de moles que habrá en:

a. 49 g de H2SO4.

b. 20•1020 moléculas de H2SO4.

2. Calcula el número de moles y moléculas que hay en 25 g de NH3.

3. ¿Cuántos moles y moléculas de HNO3 hay en 126 g de este ácido?

4. ¿Cuántos gramos de N2O4 habrá en 0’5 moles?

5. ¿Cuántas moléculas de O2 habrá en 64 g?

6. ¿Cuántos gramos de H2O habrá en 3’0115•1023 moléculas de agua?

SÍMBOLOS Y FÓRMULAS

• Vamos a aprender las relaciones de las moléculas con los átomos que la componen.

• Los átomos de los elementos de la tabla periódica se representan mediante símbolos y significan lo siguiente:

o El símbolo Au significa:

 Oro y la masa atómica del átomo de oro es de 197 u.m.a.

 1 mol de átomos de oro.

 197 g. de oro.

 6’023•1023 átomos de oro.

• Las fórmulas se utilizan para representar las moléculas de las sustancias que están compuestas por varios átomos.

o La molécula del agua (que sería la sustancia) tiene como fórmula H2O, y significa lo siguiente:

 Indica el número relativo de átomos de cada elemento en una sustancia. La molécula del agua está formada por 2 átomos de H y 1 de O, es decir, H2O se refiere a un compuesto en el que hay 2 átomos de H por cada 1 de O, y se dice que la relación entre el H y el O es 2:1.

OJO: La fórmula de la molécula del agua podría haber sido también H4O2 o también H6O3.

 Indica que 1 mol moléculas de agua contiene 2 moles de átomos de H y 1 mol de átomos de O.

 Como la masa atómica del H es 1 u.m.a., la masa molecular del O es 16 u.m.a., por tanto la masa molecular del agua es de 18 u.m.a. Entonces también significa 18 g de agua de los cuales 2x1=2 g son de H y 16 g son de O, es decir en 18 g de agua hay 2 g de H y 16 g de O.

Relaciones entre las moléculas y los átomos que la forman

• DATOS Masas atómicas: H=1, N=14, O=16, S=32

1 mol de (NH4)2SO4

132 g de (NH4)2SO4

6’023•1023 moléculas de (NH4)2SO4 2 moles de N

2•14=28 g de N

2•6’023•1023 átomos de N

8 moles de H

8•1=8 g de H

8•6’023•1023 átomos de H

1 mol de S

1•32=32 g de S

6’023•1023 átomos de S

o Ejemplo: ¿Cuántos moles de O hay en 0’4 moles de H2SO4?

o Ejemplo: ¿Cuántos gramos de H2SO4 se obtendrán con 3 gramos de H?

o Ejemplo: Todo lo que hemos visto sirve para calcular la masa de un elemento presente en cierta masa de un compuesto. ¿Cuántos gramos de hierro pueden obtenerse a partir de 2000 g de Fe2O3?

o Ejemplo: La calcopirita (CuFeS2) es un mineral importante del cobre. Calcule el número de kilogramos de Cu en 3’71•103 kg de calcopirita.

• Densidad: la densidad de una sustancia es el cociente de su masa por unidad de volumen. Es una propiedad característica de cada sustancia.

o Su fórmula es y sus unidades de medida son .

o Tenéis que recordar la relación 1 litro=1 dm3 ó 1ml=1 cm3.

o Si la densidad del hierro (sólido) es, por ejemplo, 18 g/cm3, significa que 1 cm3 de hierro pesa 18 g.

o Si la densidad del mercurio (líquido) es 12’5 g/ml, significa

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