Relaciones de masa en las reacciones químicas Capítulo 3

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  • Relaciones de masa en las reacciones qumicas Captulo 3
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  • Las relaciones de masa entre los tomos y las molculas ayudan a explicar la composicin de los compuestos. Masa de un tomo es la suma de la masa de los electrones, los protones y los neutrones. La masa de un tomo es muy pequea y existe un instrumento para medirla
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  • Por definicin: 1 tomo 12 C pesa 12 uma En esta escala 1 H = 1.008 uma 16 O = 16.00 uma Masa atmica es la masa de un tomo en unidades de masa atmica (uma). 3.1 Determinar la masa de un slo tomo comparandola con la masa de otro tomo
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  • El litio natural es : 7.42% 6 Li (6.015 uma) 92.58% 7 Li (7.016 uma) 7.42 x 6.015 + 92.58 x 7.016 100 = 6.941 uma 3.1 Masa atmica promedio del litio:
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  • Masa atmica promedio (6.941) Metales Metaloides No metales Nmero atmico Masa atmica
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  • El mol es la cantidad de una sustancia que contiene tantas unidades elementales como tomos hay exactamente en 12.00 gramos de 12 C 3.2 1 mol = N A = 6.0221367 x 10 23 Nmero de Avogadro (N A )
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  • Masa molar es la masa de 1 mol de en gramos iones molculas tomos 1 mol 12 C tomos = 6.022 x 10 23 tomos = 12.00 g 1 12 C tomo = 12.00 uma 1 mol 12 C tomos = 12.00 g 12 C 1 mol tomos de litio= 6.941 g de Li Para cualquier elemento masa atmica (uma) = masa molar (gramos) mol
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  • 3.2 M = masa molar en g/mol N A = Nmero de Avogadro Masa del elemento (m) Nmero de moles del elemento (n) Nmero de tomos del elemento (N)
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  • Sabe qu es la masa molar? Cuntos tomos estn en 0.551 g de potasio (K) ? 1 mol K = 39.10 g K 1 mol K = 6.022 x 10 23 tomos K 0.551 g K 1 mol K 39.10 g K x x 6.022 x 10 23 tomos K 1 mol K = 8.49 x 10 21 tomos K 3.2
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  • Masa molecular (o peso molecular) es la suma de las masas atmicas (en uma) en una molcula. SO 2 1S32.07 uma 2O+ 2 x 16.00 uma SO 2 64.07 uma Para cualquier elemento masa molecular (uma) = masa molar (gramos) 1 molcula SO 2 = 64.07 uma 1 mol SO 2 = 64.07 g SO 2 3.3
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  • Sabe qu es la masa molecular? Cuntos tomos H estn en 72.5 g de C 3 H 8 O? 1 mol C 3 H 8 O = (3 x 12) + (8 x 1) + 16 = 60 g C 3 H 8 O 1 mol H = 6.022 x 10 23 tomos H 5.82 x 10 24 tomos H 3.3 1 mol C 3 H 8 O molculas = 8 mol H tomos 72.5 g C 3 H 8 O 1 mol C 3 H 8 O 60 g C 3 H 8 O x 8 mol H tomos 1 mol C 3 H 8 O x 6.022 x 10 23 H tomos 1 mol H tomos x =
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  • Composicin porcentual de un elemento en un compuesto = n x masa molar del elemento masa molar del compuesto x 100% n es el nmero de moles del elemento en 1 mol del compuesto C2H6OC2H6O %C = 2 x (12.01 g) 46.07 g x 100% = 52.14%H = 6 x (1.008 g) 46.07 g x 100% = 13.13%O = 1 x (16.00 g) 46.07 g x 100% = 34.73% 52.14% + 13.13% + 34.73% = 100.0% 3.5
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  • 2.6 Tipos estndar de frmulas y modelos Hidrgeno Agua AmoniacoMetano Frmula molecular Frmula estructural Modelo de esferas y barras Modelo espacial
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  • Una frmula molecular muestra el nmero exacto de tomos de cada elemento que estn presentes en la unidad ms pequea de una sustancia. Una frmula emprica indica cules elementos estn presentes y la relacin mnima, en nmero entero, entre sus tomos. H2OH2O H2OH2O molecularemprica C 6 H 12 O 6 CH 2 O O3O3 O N2H4N2H4 NH 2 2.6
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  • Formula empirica Porcentaje de masa Masa de cada elemento Proporciones de moles de los elementos Formula empirica Masa del elemento 100 g del compuesto Dividir entre la masa molar del elemento Cambiar a indices enteros. Multiplicar por un numero que de un numero entero
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  • 3.6 Combustin de 11.5 g de etanol Etanol O 2 no consumido Calor Absorbente de H 2 O Absorbente de CO 2 Determinacion experimental de la formula empirica
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  • Determinacin de la formula molecular 1.Determinar la frmula emprica 2.Dividir la masa molar aproximada entre la masa molar de la formula emprica Masa molar aproximada del compuesto
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  • 3.7 Tres maneras de representar la reaccin de H 2 con O 2 para formar H 2 O Una reaccin qumica es un proceso en el cual una o ms sustancias se cambian en una o ms nuevas sustancias. Una ecuacin qumica usa los smbolos qumicos para mostrar lo que sucede durante una reaccin qumica reactivosproductos Dos molculas de hidrgeno Una molcula de oxgeno Dos molculas de agua
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  • Cmo leer las ecuaciones qumicas 2 Mg + O 2 2 MgO 2 tomos Mg + 1 molcula O 2 produce 2 unidades de la frmula MgO 2 moles Mg + 1 mole O 2 produce 2 moles de MgO 48.6 gramos Mg + 32.0 gramos O 2 produce 80.6 g de MgO 2 gramos de Mg + 1 gramo de O 2 produce 2 g de MgO 3.7 NO ES
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  • Balance de ecuaciones qumicas 1.Escriba la frmula(s) correcta para los reactivos en el lado izquierdo y la frmula(s) correcta para el producto(s) en el lado derecho de la ecuacin. El etano reacciona con el oxgeno para formar dixido de carbono y agua 2.Cambie los nmeros delante de las frmulas (los coeficientes) para hacer el nmero de tomos de cada elemento el mismo en ambos lados de la ecuacin. No cambie los subndices. 3.7 2C 2 H 6 NO C 4 H 12
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  • Balance de ecuaciones qumicas 3.Empiece balanceando esos elementos que aparecen slo en un reactivo y un producto. C 2 H 6 + O 2 CO 2 + H 2 O 3.7 empiece con C o H pero no O 2 carbonos en la izquierda 1 carbono en la derecha multiplicar CO 2 por 2 C 2 H 6 + O 2 2CO 2 + H 2 O 6 hidrgenos en la izquierda 2 hidrgenos en la derecha multiplicar H 2 O por 3 C 2 H 6 + O 2 2CO 2 + 3H 2 O
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  • Balance de ecuaciones qumicas 4.Balancee esos elementos que aparecen en dos o ms reactivos o productos. 3.7 2 oxgenos en la izquierda 4 oxgenos (2x2) C 2 H 6 + O 2 2CO 2 + 3H 2 O + 3 oxgenos (3x1) multiplicar O 2 por 7 2 = 7 oxgenos en la derecha C 2 H 6 + O 2 2CO 2 + 3H 2 O 7 2 quite la fraccin multiplique ambos lados por 2 2C 2 H 6 + 7O 2 4CO 2 + 6H 2 O
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  • Balance de ecuaciones qumicas 5.Verifique para asegurarse de que tiene el mismo nmero de cada tipo de tomo en ambos lados de la ecuacin. 3.7 2C 2 H 6 + 7O 2 4CO 2 + 6H 2 O ReactivosProductos 4 C 12 H 14 O 4 C 12 H 14 O 4 C (2 x 2)4 C 12 H (2 x 6)12 H (6 x 2) 14 O (7 x 2)14 O (4 x 2 + 6)
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  • ESTEQUIMETRA Es el estudio cuantitativo de reactivos y productos en una reaccin qumica Qu cantidad de producto se obtendr a partir de cantidades especficas de las materias primas (reactivos)? Qu cantidad de materia prima se debe utilizar para obtener una cantidad especfica del producto? Masas molares Concepto de mol
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  • 1.Escriba la ecuacin qumica balanceada. 2.Convierta cantidades de sustancias conocidas en moles. 3.Use los coeficientes en la ecuacin balanceada para calcular el nmero de moles de la cantidad buscada. 4.Convierta los moles de la cantidad buscada en las unidades deseadas. Cambios de masa en las reacciones qumicas 3.8 Masa de reactivo Masa de reactivo Moles de reactivo Moles de reactivo Moles de reactivo Moles de producto Moles de producto Moles de producto Masa de producto
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  • El metanol se quema en el aire de acuerdo con la ecuacin 2CH 3 OH + 3O 2 2CO 2 + 4H 2 O Si 209 g de metanol se agotan en la combustin, qu masa de agua se produce? gramos CH 3 OHmoles CH 3 OHmoles H 2 Ogramos H 2 O masa molar CH 3 OH coeficientes de la ecuacin qumica masa molar H 2 O 209 g CH 3 OH 1 mol CH 3 OH 32.0 g CH 3 OH x 4 mol H 2 O 2 mol CH 3 OH x 18.0 g H 2 O 1 mol H 2 O x = 235 g H 2 O 3.8
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  • 6 verdes agotados 6 rojas sobre la izquierda Reactivos limitantes 3.9 Antes del inicio de la reaccinDespus de completada la reaccin Reactivo limitante Reactivo en exceso
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  • Sabe qu son los reactivos limitantes? En un proceso, 124 g de Al reaccionan con 601 g de Fe 2 O 3 2Al + Fe 2 O 3 Al 2 O 3 + 2Fe Calcular la masa de Al 2 O 3 formada. g Almol Almol Fe 2 O 3 necesitado g Fe 2 O 3 necesitado O g Fe 2 O 3 mol Fe 2 O 3 mol Al necesitado g Al necesitado 124 g Al 1 mol Al 27.0 g Al x 1 mol Fe 2 O 3 2 mol Al x 160. g Fe 2 O 3 1 mol Fe 2 O 3 x = 367 g Fe 2 O 3 Empiece con 124 g Al necesita 367 g Fe 2 O 3 Tiene ms Fe 2 O 3 (601 g) as el Al es reactivo limitante 3.9
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  • Use el reactivo limitante (Al) para calcular la cantidad de producto que se puede formar. g Almol Almol Al 2 O 3 g Al 2 O 3 124 g Al 1 mol Al 27.0 g Al x 1 mol Al 2 O 3 2 mol Al x 102. g Al 2 O 3 1 mol Al 2 O 3 x = 234 g Al 2 O 3 2Al + Fe 2 O 3 Al 2 O 3 + 2Fe 3.9
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  • El rendimiento terico es la cantidad de producto que resultara si todo el reactivo limitante reaccionara. El rendimiento real es la cantidad de producto realmente obtenida de una reaccin. % Rendimiento = Rendimiento real Rendimiento terico x 100 3.10
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  • Porcentaje de error Valor terico - Valor experimental Valor terico X 100 % error =